JP4837851B2

JP4837851B2 - Method for granulating raw materials for iron making

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Publication number: JP4837851B2
Application number: JP2001272467A
Authority: JP
Inventors: 務岡田; 陽三細谷; 克之河野; 桂一中元
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: JP2003073748A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鉄用原料の造粒処理方法に関するものであり、より詳しくは、製鉄用原料となる焼結鉱の製造方法またはペレットの製造方法に関わり、製鉄用原料を造粒処理する際、特に製鉄用原料の水分を調節して造粒し擬似粒化またはペレット化するのに好適な方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
焼結鉱の製造においては、先ず焼結原料となる鉄鉱石、副原料、燃料等を混合し、ドラムミキサー、ペレタイザー、アイリッヒミキサー等の造粒機で水分を調節しながら造粒して擬似粒子を造る。擬似粒子とは、一般的に、０．５ｍｍ以下の微粒子が１〜３ｍｍの核粒子に付着している粒子である。この際、造粒に求められる作用は、微粉粒子が核粒子の周りに付着する擬似粒化性を向上すること、擬似粒子が焼成過程における湿潤帯、乾燥帯等で崩壊し難いこと等である。焼結原料をこのように擬似粒子とすることで、焼結機上での焼結原料充填層（焼結ベッド）中の通気性を向上し、焼結機の生産性向上を図ることができる。
【０００３】
焼結原料を焼結する焼結機は下方吸引式を採用しており、焼結原料の下側から吸引することによって焼結に必要な空気を流通させると共に、焼結原料の上側から下側へ向かって燃料を燃焼させることにより、焼結原料を焼結するようになっている。このため、焼結原料が微粉を多く含んでいると、目詰まりを起こす等して通気性が低下し、燃料であるコークスの燃焼速度が遅くなるので焼結機の生産効率が低下する。そこで、通気性を改善すべく、焼結原料を造粒（擬似粒化）する等の事前処理が必要である。該事前処理としては、例えば、焼結原料に少量の水を添加して攪拌する等の造粒操作が行われている。しかし、水だけを用いた造粒操作では、擬似粒化性を向上させる効果が乏しいため、焼結原料に含まれる微粉の量をあまり低減することができない。
【０００４】
このために、従来から擬似粒化性を向上させる対策として、焼結原料中に粘結剤として種々の造粒添加剤を添加する方法が提案されている。造粒添加剤として用いられるものは、数多く知られている。例えば、ベントナイト、リグニン亜硫酸塩（パルプ廃液）、澱粉、砂糖、糖蜜、水ガラス、セメント、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース等が結合剤或いは増粘剤として、その使用が検討されている。これらは、焼結鉱の製造において、その添加量が比較的多くて高コストとなることや、使用する量の確保が困難である等の問題があり、工業的には使用されていない。
【０００５】
現在実用化されている造粒添加剤としては、例えば、製鉄研究第２８８号（１９７６）９頁に開示されている生石灰が広く使われている。これによると、生石灰の効果は、次のように示されている。第一に、ミキサー内での擬似粒化の促進を図ることができる。第二に、擬似粒子よりなる焼結原料を特定の高さに充填し、焼結ベッドを形成した後に表層に点火した後の焼結過程において、乾燥、加熱する過程で擬似粒子が崩壊することを防止し、焼結層中の均一な風の流れを保つことができるとされている。
【０００６】
一方、ペレットの製造においては、原料となる鉄鉱石、ダスト、炭材等を混合した後、ペレタイザー等の造粒機で水分を調節しながら造粒する。ペレットとは、一般的に、１．０ｍｍ以下の粒子が固まって６．０〜５０ｍｍの球状になった粒子を指す。この際、造粒に求められる作用は、乾燥する前の生ペレットの状態での強度が高いこと、乾燥工程中や輸送工程中に破壊されて粉化しないこと等である。そして、従来からペレットの強度を向上させるために、微粉状の原料に造粒添加剤としてベントナイトを１重量％以上加えて混練し、適量の水を散布しながら造粒操作を行い、ペレットを製造する方法が提案されている。尚、ここで述べるペレットとは、高炉原料、焼結原料、転炉原料等になるものであり、その製造方法等は、特に限定されるものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、焼結鉱の製造においては、生石灰や糖蜜等のバインダーの使用は、一般に高価であるために製造コストの上昇を招く。また、生石灰を用いた造粒化は実用化されてはいるものの、生石灰は吸湿し易く、このとき発熱するため、取り扱いに注意を要するという問題点を有している。また、現在使用されている生石灰は、使用量を比較的多くしないと充分な効果が得られないため、コストが高くなる。よって、その使用量を極力減少させて操業しているのが現状である。そして、生石灰を２重量％以上添加しても、その擬似粒化性の向上効果は頭打ちとなる傾向にある。さらに、最近では、優良塊鉱の枯渇化と共に、粉鉱石の劣質化も激しく、焼結原料の造粒性が以前よりも悪化している問題がある。このために、生石灰添加による造粒を実施しても、その効果が以前よりも小さくなっている。さらに、生石灰以外のバインダーは、焼結原料に含まれる微粉の量を低減させる効果が不充分であり、焼結ベッドの通気性を向上させて焼結時間を短縮する効果が小さく、かつ、得られる焼結鉱の焼結鉱強度が弱い。焼結鉱強度が弱い焼結鉱は、例えば焼結後の破砕時に微粉が発生し易くなるので、返鉱が多くなり成品歩留が低下し、その生産効率が低下する。このため、生石灰以外のバインダーを用いた造粒化は実用化されていない。
【０００８】
また、生石灰を用いた製鉄用造粒処理方法による焼結原料に含まれる微粉の量を低減させる効果はまだ充分とは言えない状態である。
【０００９】
一方、ペレットの製造において、ベントナイトを使用すると、膨潤性が大きいために造粒時に多量の水分を添加する必要がある。このため、生ペレットは柔らかいために変形し易く、乾燥工程時にガスの通気性が悪化し、充分な乾燥を行うのに長時間を要したり、強度が低下する問題がある。さらに、ベントナイト中にはシリコン等の不純物成分が多く含まれており、溶銑、溶鋼中のスラグの増大を招く等の問題がある。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、製鉄用原料を造粒処理するのに好適に用いられる造粒処理方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、上記目的を達成すべく製鉄用原料の造粒処理に際し製鉄用原料の造粒効果に優れた製鉄用造粒処理剤についてまず検討した結果、アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤が、製鉄用原料の擬似粒化性の向上効果に優れ、製鉄用原料の造粒効果に優れることを見出した。また、本願発明者等は、酸基含有モノマーを例えば（メタ）アクリル酸エステルと共重合してなる共重合体を含む製鉄用造粒処理剤が、製鉄用原料の造粒効果に特に優れることを見出した。しかしながら、製鉄用原料を造粒処理するためには、製鉄用造粒処理剤をバインダーとして、造粒処理に用いられる水に溶解させる必要がある。このため、これら製鉄用造粒処理剤に用いられるポリマーは、水溶液重合により予めポリマー水溶液の形態で形成されるか、あるいは、乳化重合により得られたエマルションを、例えば塩基性の中和剤を用いて中和することによって水に溶解させてポリマー水溶液の形態としてから用いている。
【００１２】
しかしながら、このように製鉄用造粒処理剤を水溶液の状態とした場合、濃度にもよるが、粘度が高くなる。そして、このように粘度が高い製鉄用造粒処理剤を用いた場合、粘度が高くなるほど、該製鉄用造粒処理剤と製鉄用原料とを均一に混合することが困難となる傾向にある。特に、分子量が高いポリマーを用いた製鉄用造粒処理剤ほど、低濃度でも高粘度となり、上記傾向が強くなる。
【００１３】
そこで、本願発明者等は、さらに検討を重ねた結果、アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤を、エマルションの状態のままで上記製鉄用原料に添加、混合し、その後で上記製鉄用造粒処理剤（エマルション）を水溶液の状態とすることで、該アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤を予め水溶液の状態で添加しなくても擬似粒化性を向上させることができることを見出すと共に、アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤を、エマルションの状態のままで上記製鉄用原料に添加して混合することで、該アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤が、水溶液とした場合に粘度が高くなるような化合物であっても、製鉄用造粒処理剤と製鉄用原料とを均一に混合することができ、擬似粒化性を向上させる効果に優れ、焼結機の生産効率を向上させることができ、この結果、安価に製鉄用原料の造粒処理を行なうことができることを見出して本発明を完成させるに至った。
【００１４】
つまり、本発明によれば、水溶液重合により、あるいは、塩基性の中和剤を用いてエマルションを水に溶解させることにより製鉄用造粒処理剤を水溶液の状態としてから製鉄用原料に混合するのではなく、アルカリ可溶性エマルションを製造し、該アルカリ可溶性エマルションを含むエマルション状の製鉄用造粒処理剤を、エマルション状態のままで製鉄用原料に混合し、該エマルションを添加する前、同時、後の何れかのタイミングで塩基性の中和剤を別途添加することにより、該エマルション、つまり、上記製鉄用造粒処理剤を水に溶解させることで、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理する際に、製鉄用造粒処理剤と製鉄用原料とを均一に混合することができ、擬似粒化により微粉の量を低減させることができ、焼結機の生産効率をより一層向上させることができる。
【００１５】
すなわち、本発明の製鉄用原料の造粒処理方法は、上記の課題を解決するために、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理する方法において、アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤を、エマルションの状態のままで上記製鉄用原料に添加することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の製鉄用原料の造粒処理方法は、上記の課題を解決するために、上記製鉄用造粒処理剤とは別に、上記製鉄用原料にアルカリ性物質を添加することを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる製鉄用原料の造粒処理方法は、製鉄用原料（焼結原料またはペレット原料）を混合、調湿等して造粒処理（擬似粒化またはペレット化）する方法において、アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤を、エマルションの状態のままで上記製鉄用原料に添加する方法である。また、本発明にかかる製鉄用原料の造粒処理方法は、上記製鉄用造粒処理剤とは別に、上記製鉄用原料にアルカリ性物質を添加する方法である。
【００１８】
本発明においてアルカリ可溶性エマルションとは、アルカリ性物質との混合により、エマルション状態から水溶性状態となる特徴を有するエマルションを示す。つまり、本発明にかかるアルカリ可溶性エマルションとは、水に粒子として分散安定化しているポリマーエマルションが、アルカリ性物質の添加により、ポリマー粒子が水に溶解することで水溶性樹脂となるものである。さらに詳しくは、上記アルカリ可溶性エマルションにおいて粒子を構成するポリマーは、少なくとも酸基含有モノマーを含むモノマー成分を重合（共重合）したものであり、酸基含有モノマーを単独で、あるいは、該酸基含有モノマーと共重合可能なその他のモノマーと（共）重合することにより得ることができる。上記ポリマーは、エマルションを形成すべく、一般的に、乳化重合によって合成される。
【００１９】
上記酸基含モノマーとしては、具体的には、例えば、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有単量体；ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレート等のスルホ基含有単量体；２−（メタ）アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシ−３−クロロプロピルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルフェニルホスフェート等の酸性リン酸エステル基含有単量体；ビニルフェノール等の石炭酸系単量体；等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これら酸基含有モノマーは、必要に応じて、一種類を用いてもよく、また、二種類以上を用いてもよい。
【００２０】
これら酸基含有モノマーを（共）重合することによって、これら酸基含有モノマー由来の単位を、得られるポリマー中に導入することができる。すなわち、これら酸基含有モノマー由来の単位は、一種類のみが含まれていてもよく、また、二種類以上が含まれていてもよい。上記例示の酸基含有モノマー由来の単位のうち、カルボキシル基含有単量体を重合することによって得られるものがより好ましく、（メタ）アクリル酸を重合することによって得られるものがさらに好ましい。
【００２１】
また、上記酸基含有モノマーと共重合可能なその他のモノマーとしては、具体的には、例えば、（メタ）アクリル酸エステル；スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、エチルビニルベンゼン、クロロメチルスチレン、等のスチレンおよびその誘導体；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、等の（メタ）アクリルアミドおよびその誘導体；酢酸ビニル；（メタ）アクリロニトリル；Ｎ−ビニル−２−ピロリドン；ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の塩基含有単量体；Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド等の、架橋性を有する（メタ）アクリルアミド系単量体；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロイルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、アリルトリエトキシシラン等の、加水分解性を有する基がケイ素原子に直結しているシラン系単量体；グリシジル（メタ）アクリレート、グリシジルエーテル（メタ）アクリレート等のエポキシ基含有単量体；２−イソプロペニル−２−オキサゾリン、２−ビニル−２−オキサゾリン等のオキサゾリン基含有単量体；２−アジリジニルエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルアジリジン等のアジリジン基含有単量体；フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン基含有単量体；（メタ）アクリル酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の多価アルコールとのエステル化物等の、分子内に不飽和基を複数有する多官能（メタ）アクリル酸エステル；メチレンビス（メタ）アクリルアミド等の、分子内に不飽和基を複数有する多官能（メタ）アクリルアミド；ジアリルフタレート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート等の、分子内に不飽和基を複数有する多官能アリル化合物；アリル（メタ）アクリレート；ジビニルベンゼン；等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これらモノマーは、必要に応じて、一種類を用いてもよく、また、二種類以上を用いてもよい。これらモノマーのなかでも、（メタ）アクリル酸エステルが特に好ましい。
【００２２】
本発明において用いられる上記アルカリ可溶性エマルションにおいて粒子を構成する上記ポリマーのなかでも、酸基含有モノマー由来の単位と（メタ）アクリル酸エステル由来の単位とを含む共重合体が、重量平均分子量の大きい共重合体を高濃度で得ることができ、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理する際に、微粉粒子を核粒子の周りに付着させる効果に優れている。該共重合体は、酸基含有モノマーと（メタ）アクリル酸エステルとを含むモノマー組成物（モノマー成分）を乳化重合することにより、容易に得ることができる。
【００２３】
上記（メタ）アクリル酸エステルとしては、具体的には、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル等の、（メタ）アクリル酸と炭素数１〜１８の一価アルコールとのエステル化物である（メタ）アクリル酸アルキルエステル；シクロヘキシル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸とポリプロピレングリコールとのモノエステル化物、等のヒドロキシル基含有（メタ）アクリル酸エステル；ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート等のポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート；等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これら（メタ）アクリル酸エステルは、必要に応じて、一種類を用いてもよく、また、二種類以上を用いてもよい。
【００２４】
これら（メタ）アクリル酸エステルを酸基含有モノマーと共重合することにより、これら（メタ）アクリル酸エステル由来の単位を、得られるポリマー中に導入することができる。上記例示の（メタ）アクリル酸エステル由来の単位のなかでも、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチルを重合することによって得られるものがより好ましく、アクリル酸メチルを重合することによって得られるものがさらに好ましい。従って、上記共重合体は、カルボキシル基含有単量体とアクリル酸メチルとを共重合することによって得られるものを含んでいることが特に好ましい。
【００２５】
また、上記モノマー成分としては、さらに、これらモノマーの他に、分子量の調節を目的として、連鎖移動剤を用いることもできる。該連鎖移動剤としては、具体的には、例えば、メルカプトエタノール、メルカプトプロピオン酸、ｔ−ドデシルメルカプタン等のメルカプト基含有化合物；四塩化炭素；イソプロピルアルコール；トルエン；等の連鎖移動係数の高い化合物が挙げられる。
【００２６】
上記ポリマーに占める酸基含有モノマー由来の単位の割合は、特に限定されるものではないが、下限値が好ましくは１０重量％であり、さらに好ましくは２０重量％であり、上限値が好ましくは９０重量％であり、さらに好ましくは８０重量％である。
【００２７】
また、上記ポリマーとして、酸基含有モノマー由来の単位と（メタ）アクリル酸エステル由来の単位とを含む共重合体を得る場合、該共重合体に占める酸基含有モノマー由来の単位の割合は、特に限定されるものではないが、下限値が好ましくは１０重量％であり、さらに好ましくは２０重量％であり、上限値が好ましくは９０重量％であり、さらに好ましくは８０重量％である。一方、共重合体に占める（メタ）アクリル酸エステル由来の単位の割合は、特に限定されるものではないが、下限値が好ましくは１０重量％であり、さらに好ましくは２０重量％であり、上限値が好ましくは９０重量％であり、さらに好ましくは８０重量％である。ただし、これらモノマー由来の単位の合計は１００重量％とする。
【００２８】
上記の酸基含有モノマーを少なくとも含むモノマー成分を乳化重合することにより、本発明にかかるアルカリ可溶性エマルションが得られる。なお、上記モノマー成分を乳化重合するに際しては、例えば、水中油型乳化重合法、油中水型乳化重合法等、従来公知の乳化重合法（エマルション重合）を採用することができる。
【００２９】
上記の重合法に用いられる重合開始剤は、熱または酸化還元反応によって分解し、ラジカル分子を発生させる化合物であればよいが、そのなかでも、水溶性を備えた重合開始剤が好ましい。該重合開始剤としては、具体的には、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類；２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、４，４’−アゾビス−（４−シアノペンタン酸）等の水溶性アゾ化合物；過酸化水素等の熱分解性開始剤；過酸化水素およびアスコルビン酸、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイドおよびロンガリット、過硫酸カリウムおよび金属塩、過硫酸アンモニウムおよび亜硫酸水素ナトリウム、等の組み合わせからなるレドックス系重合開始剤；等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これら重合開始剤は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。尚、重合開始剤の使用量は、モノマー成分の組成や重合条件等に応じて適宜設定すればよい。
【００３０】
また、上記重合を行なうに際して用いられる乳化剤としては、例えば、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤、高分子界面活性剤、或いはこれらの反応性界面活性剤等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これら乳化剤は、必要に応じて、一種類を用いてもよく、また、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。尚、乳化剤を用いることなく、乳化重合を行うこともできる。
【００３１】
アニオン系界面活性剤としては、具体的には、例えば、ナトリウムドデシルサルフェート、カリウムドデシルサルフェート、アンモニウムアルキルサルフェート等のアルキルサルフェート塩；ナトリウムドデシルポリグリコールエーテルサルフェート；ナトリウムスルホリシノエート；スルホン化パラフィン塩、ナトリウムドデシルベンゼンスルホネート、アルカリフェノールヒドロキシエチレンのアルカリ金属サルフェート、等のアルキルスルホネート；長鎖アルキルナフタレンスルホン酸塩；ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物；ラウリル酸ナトリウム、オレイン酸トリエタノールアミン、アビエチン酸トリエタノールアミン等の不飽和脂肪酸塩；ポリオキシアルキルエーテル硫酸エステル塩；ポリオキシエチレンカルボン酸エステル硫酸エステル塩；ポリオキシエチレンフェニルエーテル硫酸エステル塩；コハク酸ジアルキルエステルスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩等の、不飽和基を有する反応性アニオン乳化剤；等が挙げられる。これらアニオン系界面活性剤は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。
【００３２】
ノニオン系界面活性剤としては、具体的には、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル；ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル；ソルビタン脂肪族エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪族エステル；グリセリンのモノラウレート等の、脂肪族モノグリセライド；ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体；エチレンオキシドと、脂肪族アミン、アミドまたは酸との縮合物；等が挙げられる。これらノニオン系界面活性剤は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。
【００３３】
高分子界面活性剤としては、具体的には、例えば、ポリビニルアルコールおよびその変性物；（メタ）アクリル酸系水溶性高分子、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート系水溶性高分子、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート系水溶性高分子（但し、本発明にかかる共重合体とは異なる高分子）；ポリビニルピロリドン；等が挙げられる。これら高分子界面活性剤は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。
【００３４】
反応温度や反応時間等の重合条件は、モノマー成分の組成や重合開始剤の種類等に応じて適宜設定すればよいが、反応温度は０〜１００℃の範囲内であることがより好ましく、４０〜９５℃の範囲内であることがさらに好ましい。また、反応時間は３〜１５時間程度が好適である。本発明におけるモノマー成分の反応系への供給方法としては、例えば、一括添加法、分割添加法、成分滴下法、プレエマルション法、パワーフィード法、シード法、多段滴下法等を行うことができるが、特に限定されるものではない。
【００３５】
以上のようにして、本発明において用いられるアルカリ可溶性エマルションが得られる。該アルカリ可溶性エマルションにおいて、粒子を構成する上記ポリマーの重量平均分子量は、２０００以上、５００万以下であることが好ましい。また、その下限値（重量平均分子量）は、３０００であることがより好ましく、５０００であることが特に好ましい。その上限値（重量平均分子量）は、４００万であることがより好ましく、３００万であることが特に好ましい。
【００３６】
また、このようにして得られたエマルション、すなわち、アルカリ可溶性エマルション中に含まれる、上記ポリマーを含む不揮発分の濃度は、６０重量％以下であることがより好ましい。不揮発分の濃度が６０重量％を越えるエマルションは、粘度が高くなり過ぎると共に、分散安定性を保つことができずに凝集を生じるおそれがある。
【００３７】
また、このようにして得られたエマルション中に含まれる粒子（すなわち、粒子を構成する上記ポリマー）の平均粒径は、３０ｎｍ以上、１００μｍ以下の範囲内であることがより好ましく、５０ｎｍ以上、５０μｍ以下の範囲内であることがさらに好ましい。粒子の平均粒径が３０ｎｍ未満であるエマルションは、粘度が高くなり過ぎると共に、分散安定性を保つことができずに凝集を生じるおそれがある。
【００３８】
上記のアルカリ可溶性エマルションは、前記したように、アルカリ性物質との混合により、その少なくとも一部が、該アルカリ性物質により中和され、水に溶解する。これにより、上記のアルカリ可溶性エマルション、つまり、本発明において製鉄用造粒処理剤として用いられるアルカリ可溶性エマルションは、少量の使用で以て充分な性能（効果）を発揮することができる。
【００３９】
つまり、上記のアルカリ可溶性エマルションは、製鉄用原料の造粒処理に際し、水に溶解させることにより、その効果を発揮する。しかしながら、このように上記のアルカリ可溶性エマルションを水溶液の状態とした場合、該アルカリ可溶性エマルション中に含まれるポリマーの濃度にもよるが、粘度が高くなる傾向にある。特に、分子量が高いポリマーほど、水溶液の状態とした場合、低濃度でも高粘度となる傾向にあり、製鉄用原料と均一に混合することが困難となる傾向にある。また、ポリマーの種類や分子量によっては、粘度が高くなりすぎ、例えば噴霧装置を用いた噴霧が困難となる等、添加方法が制限されたり、高粘度水溶液を貯蔵、添加する大がかりな設備が必要であったり、作業に支障をきたすおそれがある。この結果、作業性が低下したり、生産効率の向上効果が十分に発揮されないおそれがある。
【００４０】
本発明では、このような造粒処理をより効率よく行うために、アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤（つまり、少なくとも一部をアルカリ性物質で中和することにより水に溶解するポリマー（酸基含有モノマーに由来する構造単位を有するポリマー）を含むエマルション）を、エマルションの状態のままで上記製鉄用原料に添加する工程と、上記製鉄用造粒処理剤とは別に、上記製鉄用原料にアルカリ性物質を添加する工程とを有している。
【００４１】
本発明において、アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤を、エマルションの状態のままで上記製鉄用原料に添加するとは、該アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤が、該アルカリ可溶性エマルション中に含まれるポリマーが溶解せず、ポリマー粒子として液体中に分散している状態を維持したまま上記製鉄用原料に添加されることを示す。つまり、アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤を、エマルションの状態のままで上記製鉄用原料に添加するとは、該アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤の、上記製鉄用原料への添加時に、上記アルカリ可溶性エマルションが、造粒処理に用いられる水やその他の成分等と予め混合されているかあるいは添加時に混合されたとしても、上記アルカリ可溶性エマルション中に含まれるポリマーが、ポリマー粒子として液体中に分散している状態にあることを示し、より具体的には、該アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤を水溶液とせずにエマルション状態のままで上記製鉄用原料に添加することを示す。
【００４２】
上記アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤を水溶液としないことで、該製鉄用造粒処理剤の粘度を容易に所望の粘度に調整することが可能である。このため、このように、上記アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤を、エマルションの状態のままで上記製鉄用原料に添加することで、上記製鉄用造粒処理剤の粘度を、上記製鉄用原料への該製鉄用造粒処理剤の添加、混合に支障をきたさない粘度、好適には、上記製鉄用原料と上記製鉄用造粒処理剤との混合が短時間でスムーズに進行する粘度、具体的には、２００ｍＰａ・ｓ以下の粘度に調整して上記製鉄用原料と上記製鉄用造粒処理剤との混合を行なうことができる。この結果、上記製鉄用原料と上記製鉄用造粒処理剤（エマルション）とを均一かつ短時間で作業効率良く、混合することができる。
【００４３】
製鉄用原料への上記アルカリ可溶性エマルション（製鉄用造粒処理剤）の添加方法は、特に限定されるものではなく、例えば、該アルカリ可溶性エマルション（製鉄用造粒処理剤）を造粒機の添加水に混合する方法、または、攪拌されている製鉄用原料に噴霧する方法が簡便であり、均一に添加することができるので特に好ましい。
【００４４】
上記アルカリ可溶性エマルションにおいて粒子を構成する上記のポリマーの中和、すなわち、上記アルカリ可溶性エマルションを水溶液とするために用いられる上記のアルカリ性物質としては、具体的には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物；炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム等の塩基性炭酸塩；アンモニア水、モノエタノールアミン等の窒素含有塩基；等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４５】
上記アルカリ性物質の添加は、アルカリ可溶性エマルションとは別に行なわれればよく、具体的には、例えば、粉体で予め鉄鉱石とブレンドしておく方法、アルカリ性物質を水溶液として、上記アルカリ可溶性エマルション（上記製鉄用造粒処理剤）を添加する前、あるいは同時、あるいは後で添加（例えば噴霧）する方法等を用いることができる。
【００４６】
つまり、本発明において上記製鉄用造粒処理剤とは別に、上記製鉄用原料にアルカリ性物質を添加するとは、上記アルカリ性物質を、上記アルカリ可溶性エマルション、あるいは該アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤と予め混合することなく（つまり、上記アルカリ可溶性エマルションを予め水溶液の状態とすることなく）、上記製鉄用原料に添加することを示し、上記製鉄用原料への上記アルカリ可溶性エマルションの添加とは独立して上記製鉄用原料にアルカリ性物質を添加することを示す。
【００４７】
これにより、上記製鉄用原料と上記アルカリ可溶性エマルション（製鉄用造粒処理剤）との混合とは時間差をおいて上記のポリマーを水に溶解、増粘させることができる。この結果、比較的粘度の低いエマルションが製鉄用原料と速やか、かつ、均一に混ざり、次いで、アルカリ性物質によりエマルションが溶解し、水溶性ポリマーとなるため、効率的にポリマーが働き、造粒性を向上することができる。
【００４８】
なお、上記のポリマーは、上記アルカリ性物質による中和によって、一瞬にして水に溶解するわけではないため、上記アルカリ可溶性エマルション（上記製鉄用造粒処理剤）の添加の前、あるいは同時に上記アルカリ性物質を添加しても構わない。ただし、できるだけ上記アルカリ可溶性エマルション（上記製鉄用造粒処理剤）が製鉄用原料と均一に混合された後で上記アルカリ可溶性エマルションを水溶液の状態とすることが好ましく、このためには、上記アルカリ性物質を、粉体で予め鉄鉱石とブレンドしておくか、あるいは、アルカリ性物質を、上記アルカリ可溶性エマルション（上記製鉄用造粒処理剤）の添加後（好適には混合後）に添加することが好ましく、効率面から、上記アルカリ性物質を水溶液にして、上記アルカリ可溶性エマルション（上記製鉄用造粒処理剤）の添加後に添加することがより好ましい。
【００４９】
本発明によれば、上記アルカリ可溶性エマルション（製鉄用造粒処理剤）を予め水溶液の状態で添加しなくても擬似粒化性を向上させることができると共に、アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤を、エマルションの状態のままで上記製鉄用原料に添加して混合することで、該アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤が、水溶液とした場合に粘度が高くなるような化合物であっても、製鉄用造粒処理剤と製鉄用原料とを均一に混合することができ、擬似粒化性を向上させる効果に優れ、焼結機の生産効率を向上させることができ、この結果、安価に製鉄用原料の造粒処理を行なうことができる。本発明にかかる製鉄用原料の造粒処理方法は、水溶液としたときに、その粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上、さらには５００ｍＰａ・ｓ以上となるアルカリ可溶性エマルションに特に好適である。
【００５０】
焼結原料（鉄鉱石、副原料、燃料等）に対する、有効成分、つまり、上記アルカリ可溶性エマルションにおいて粒子を構成する上記ポリマーの添加量は、特に限定されるものではないが、下限値が好ましくは０．００１重量％であり、さらに好ましくは０．００５重量％であり、上限値が好ましくは５．０重量％であり、さらに好ましくは１．０重量％である。上記ポリマーの添加量が５．０重量％を越える量のアルカリ可溶性エマルションを添加すると、造粒過多となって焼結原料の固まりができてしまい、該焼結原料の固まり内部への通気が阻害され、焼結されなくなる等の悪影響が出てしまう。また、上記ポリマーの添加量の下限値は、焼結原料の鉱石の造粒性や、水分添加量、使用する造粒機等によって左右されるが、できるだけ少量となるように設計することが望ましい。
【００５１】
ペレット原料（鉄鉱石、ダスト、炭材等）に対する、有効成分、つまり、上記アルカリ可溶性エマルションにおいて粒子を構成する上記ポリマーの添加量は、特に限定されるものではないが、下限値が好ましくは０．０１重量％であり、さらに好ましくは０．０５重量％であり、上限値が好ましくは５．０重量％であり、さらに好ましくは１．０重量％である。上記ポリマーの添加量が５．０重量％を越える量のアルカリ可溶性エマルションを添加すると、造粒過多となってペレット原料の大きな固まりができてしまい、該ペレット原料の粒径のバラツキが大きくなる等の悪影響が出てしまう。また、上記ポリマーの添加量の下限値は、ペレット原料の造粒性や、水分添加量、使用する造粒機等によって左右されるが、できるだけ少量となるように設計することが望ましい。
【００５２】
また、上記アルカリ可溶性エマルションに対する上記アルカリ性物質の添加量は、上記アルカリ可溶性エマルションにおける上記ポリマーを構成する酸基含有単量体の種類や組成、上記アルカリ性物質の種類等に応じて、上記アルカリ可溶性エマルションの少なくとも一部を中和することで上記アルカリ可溶性エマルションを水溶液の状態とすることができる量であれば特に限定されるものではないが、上記アルカリ可溶性エマルションにおける上記ポリマー中の酸基の量に対し、２０モル％以上、１２０モル％以下の範囲内で添加することが好ましく、７５モル％以上、１００モル％以下の範囲内で添加することがさらに好ましい。上記アルカリ性物質の添加量が１２０モル％以上であればアルカリ性物質の量が過剰となり、不経済な上、擬似粒子性の向上効果が低下する場合がある。上記アルカリ性物質の添加量が２０モル％以下であればエマルション粒子が溶解しないため、擬似粒子性の向上効果を得ることができないので好ましくない。
【００５３】
上記アルカリ可溶性エマルション、特に酸基含有モノマーを例えば（メタ）アクリル酸エステルと共重合してなる共重合体を上記ポリマーとして含むアルカリ可溶性エマルションは、製鉄用原料を造粒（擬似粒化またはペレット化）するバインダーとして作用し、その使用量がかなり少なくても製鉄用原料を造粒する際に、擬似粒化性を向上させる効果に優れ、焼結機の生産効率を向上させることができる。
【００５４】
このため、上記アルカリ可溶性エマルション、特に酸基含有モノマーを例えば（メタ）アクリル酸エステルと共重合してなる共重合体を上記ポリマーとして含むアルカリ可溶性エマルションを本発明の造粒処理方法にかかる製鉄用造粒処理剤として用いることで、擬似粒化性を向上させる効果に優れ、焼結機の生産効率を向上させることができ、この結果、安価に製鉄用原料の造粒処理を行なうことができる。
【００５５】
このため、上記アルカリ可溶性エマルションは、そのまま製鉄用造粒処理剤として用いることができるが、例えばその効果を助長若しくは安定化させることを目的として、上記アルカリ可溶性エマルションが有する性能を阻害しない範囲内で、必要に応じて、他の成分を含んでいてもよく、上記アルカリ可溶性エマルション以外の成分として、例えば生石灰等の従来公知の他の造粒添加剤等を併用しても構わない。
【００５６】
上記アルカリ可溶性エマルション、特に酸基含有モノマーを例えば（メタ）アクリル酸エステルと共重合してなる共重合体を上記ポリマーとして含むアルカリ可溶性エマルションは、多価金属イオンの影響を受け難いことから、造粒効果の低下が起こり難く、生石灰と併用しても、製鉄用原料に含まれる微粉の量を十分に低減させることができるが、生石灰は、コストが高く、また、取り扱いにも注意を要することから、生石灰の非存在下で造粒処理を行うことが好ましく、生石灰を全く添加しないか、添加しても、極力添加量を少なくすることが好ましい。また、従来、製鉄用原料の造粒には、生石灰を使用することが一般的であり、生石灰以外のバインダーを用いる場合でも生石灰とを併用するという考え方があるが、上記製鉄用造粒処理剤は、生石灰を含まない、あるいは、生石灰と併用しないこと（すなわち、生石灰の非存在下で造粒を行なうこと）が、上記製鉄用原料の造粒における擬似粒化性を向上させる上で、より効果的である。このため、上記製鉄用造粒処理剤が生石灰を含むか、あるいは上記製鉄用造粒処理剤を生石灰と併用する場合、該製鉄用造粒処理剤中の生石灰の割合、あるいは、上記製鉄用造粒処理剤に対する生石灰の添加量は、該製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加する際における製鉄用原料に対する生石灰の割合、特に、鉄鉱石に対する生石灰の割合が極力少なくなるように設定されていることが好ましい。
【００５７】
また、本発明にかかる上記製鉄用造粒処理剤は、前記したように、最終的に水溶液とする必要があり、造粒処理時に、該造粒処理に用いる水を、該製鉄用造粒処理剤とは別に添加するか、あるいは、予め上記製鉄用造粒処理剤を水で希釈した状態で添加することができる。すなわち、上記製鉄用造粒処理剤は、例えば粘度調整（希釈）等を目的として、上記乳化重合により得られたアルカリ可溶性エマルションの他に、さらに水を含んでいてもよく、所定の濃度あるいは所定の粘度となるように希釈されていてもよい。この場合に用いられる水の量、例えば、上記製鉄用造粒処理剤中の水の量としては、造粒処理時に用いられる水の総量あるいはそれ以下となるように適宜設定すればよく、特に限定されない。
【００５８】
何れの場合においても、製鉄用原料に対する、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤の添加量（割合）は、該製鉄用造粒処理剤中に含まれる上記アルカリ可溶性エマルションにおいて粒子を構成する上記ポリマーが、造粒処理される製鉄用原料に対して０．００１重量％以上、５．０重量％以下の範囲内、具体的には、前述した割合となるように設定すればよい。
【００５９】
本発明によれば、造粒処理される製鉄用原料に対する上記製鉄用造粒処理剤中の上記ポリマーの添加量（使用量）が０．１重量％以下、特に、造粒処理される鉄鉱石に対する上記製鉄用造粒処理剤中の上記ポリマーの添加量（使用量）が０．１重量％以下でも、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数が８５％以上となる。
【００６０】
なお、造粒された擬似粒子のＧＩ指数とは、核粒子の周りに付着する微粉粒子の割合を示す値であり、この値が大きいものほど造粒性が良好で、焼結時の通気性が向上し、焼結鉱の通気性が向上し、焼結鉱の生産効率が高くなる。ＧＩ指数の測定については、後述する。
【００６１】
また、本発明によれば、副原料や燃料等を含む製鉄用原料の各銘柄の粒度分布、造粒性、組成等に応じて、製鉄用原料の一部を混合・混練・造粒した後、これを残りの製鉄用原料に混合・混練して造粒する処理方法についても、本発明にかかる造粒処理方法を用いて上記製鉄用造粒処理剤を上記製鉄用原料に添加することにより、擬似粒化することができる。例えば、製鉄用原料の一部が難造粒性を示す場合には、この難造粒性の製鉄用原料に上記製鉄用造粒処理剤を添加することにより、擬似粒化することができる。従って、少量の製鉄用造粒処理剤で製鉄用原料を効率的に造粒することができる。
【００６２】
本発明によれば、製鉄用原料や造粒機、各成分を添加するタイミングや場所等の組み合わせを自由に選択することができ、従ってその組み合わせは、特に限定されるものではない。つまり、複数の処理工程を有し、上記製鉄用造粒処理剤と各処理方法とを組み合わせる造粒処理方法についても、本発明にかかる造粒処理方法を適用して上記製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加することにより、擬似粒化することができる。
【００６３】
【実施例】
以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。実施例および比較例における平均粒径およびＧＩ指数は、下記方法により測定した。尚、実施例および比較例に記載の「部」は「重量部」を示し、「％」は「重量％」を示す。
【００６４】
（平均粒径、ＧＩ指数）
造粒操作を行って得られた擬似粒子をふるいを用いて分級することにより、その粒度（擬似粒度）並びに平均粒径を求めた。造粒された擬似粒子のＧＩ指数とは、製鉄研究第２８８号（１９７６）９頁に開示されている評価方法の一つであり、前記したように核粒子の周りに付着する微粉粒子の割合を示す。
【００６５】
以下に記載の実施例および比較例における焼結原料並びにペレット原料は、全て、絶乾状態のものを使用した。
【００６６】
〔実施例１〕
滴下ロート、攪拌装置、窒素ガス導入管、温度計、および還流冷却器を取り付けたフラスコに、イオン交換水１９９．１部と、乳化剤（日本乳化剤株式会社製、商品名；ニューコール７０７ＳＦ）９．８部と、酸基含有単量体としてのスチレンスルホン酸ナトリウム１１．７部とを仕込んだ。次いで、７５℃で攪拌することにより、乳化剤を完全に溶解させると共に、フラスコ内を窒索ガス置換した。一方、酸基含有単量体としてのメタクリル酸１６４．３部と、（メタ）アクリル酸エステルとしてのアクリル酸メチル１１７．４部とからなるモノマー組成物（モノマー成分）を、乳化剤（同上）９．８部およびイオン交換水４６０．５部に添加し、激しく攪拌することによりプレエマルションを調製した。そして、該プレエマルションを滴下ロートに仕込んだ。
【００６７】
次いで、フラスコ内の水溶液に、上記滴下ロートからプレエマルション５２．６部を滴下し、７５℃で５分間攪拌した。続いて、重合開始剤としての過硫酸アンモニウム５％水溶液１３．７部をフラスコに投入し、７５℃で２０分間攪拌することにより、初期重合を行った。その後、反応温度を７５℃に保ちながら、滴下ロートから残りのプレエマルション６９９．３部を２時間かけて滴下した。滴下終了から３０分経過後、このフラスコ内の水溶液に、還元剤として０．５％亜硫酸水素ナトリウム水溶液１３．８部を添加し、さらに１時間重合させた後、得られた反応液を冷卸して、共重合を終了した。
【００６８】
これにより、共重合体としてアクリル酸系ポリマーを含む不揮発分の濃度が２９．９％であるアルカリ水可溶性エマルションを得た。ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を用いて測定した、上記共重合体の重量平均分子量は、約１４０万であった。そして、得られたエマルション１２２．６部を水５３７７．４部に添加してよく攪拌、希釈することにより、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤としてのエマルション（１）５５００部を得た。一方、表１に示す組成を有する焼結原料（製鉄用原料）を調製した。
【００６９】
【表１】

【００７０】
上記の焼結原料７００００部およびアルカリ性物質（中和剤）としての炭酸ナトリウム９部をドラムミキサーに投入し、回転速度２４ｍｉｎ^-1で１分間、予備攪拌した。その後、同回転速度で攪拌しながら、該焼結原料に、予め調製した上記エマルション（１）５２５０部を霧吹きを用いて約１．５分間かけて噴霧した。焼結原料に対する上記共重合体の割合は０．０５％であった。噴霧後、さらに同回転速度で３分間攪拌することにより、造粒操作を行った。
【００７１】
得られた擬似粒子に含まれる水分を測定すると共に、該擬似粒子をふるいを用いて分級することにより、平均粒径、並びに、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を、上記製鉄用造粒処理剤中における有効成分の添加量、すなわち、用いたエマルション（１）中における上記共重合体の添加量と併せて表２に示す。
【００７２】
〔実施例２〕
実施例１にて得られたエマルション１２１．９部を水４８７８．１部に添加してよく攪拌、希釈することにより、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤としてのエマルション（２）５５００部を得た。一方、実施例１と同じ焼結原料７００００部をドラムミキサーに投入し、回転速度２４ｍｉｎ^-1で１分間、予備攪拌した。その後、同回転速度で攪拌しながら、該焼結原料に、予め調製した上記エマルション（２）４８００部を霧吹きを用いて約１分問かけて噴霧し、これに５％炭酸ナトリウム水溶液４５０部を霧吹きを用いて約３０秒間かけて噴霧した。焼結原料に対する上記共重合体の割合は０．０５％であった。噴霧後、さらに同回転速度で３分間攪拌することにより、造粒操作を行った。得られた擬似粒子に含まれる水分を測定すると共に、該疑似粒子を８０℃のオーブンを用いて１時間乾燥した後、ふるいを用いて分級することにより、平均粒径、並びに、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を、上記製鉄用造粒処理剤中における有効成分の添加量、すなわち、用いたエマルション（１）中における上記共重合体の添加量と併せて表２に示す。
【００７３】
〔比較例１〕
実施例１と同じ焼結原料７００００部に水５２５０部を添加することにより、造粒操作を行った。得られた擬似粒子に含まれる水分を測定すると共に、該擬似粒子をふるいを用いて分級することにより、平均粒径、並びに、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果をまとめて表２に示す。
【００７４】
〔比較例２〕
実施例１と同じ焼結原料７００００部をドラムミキサーに投入すると共に、該焼結原料に、該焼結原料に対する割合が１．５％となるように生石灰１０５０部を添加し、回転速度２４ｍｉｎ^-1で１分間、予備攪拌した。その後、同回転速度で攪拌しながら、該焼結原料に水５６００部をスプレーを用いて約１．５分間かけて噴霧した。噴霧後、さらに同回転速度で３分間攪拌することにより、造粒操作を行った。得られた擬似粒子に含まれる水分を測定すると共に、該擬似粒子をふるいを用いて分級することにより、平均粒径、並びに、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を、用いた生石灰の添加量と併せて表２に示す。
【００７５】
【表２】

【００７６】
表２に示す結果から明らかなように、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤を少量用いることにより、擬似粒子の平均粒径、ＧＩ指数を大きく増加させることができることが判った。この結果から、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤が焼結原料を擬似粒化するのに優れた効果を発揮することが判ると共に、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤を少量用いることにより、擬似粒子を焼結してなる焼結鉱の生産率を向上させることが判る。
【００７７】
【発明の効果】
本発明にかかる製鉄用原料の造粒処理方法は、以上のように、アルカリ可溶性エマルションを含む製鉄用造粒処理剤を、エマルションの状態のままで上記製鉄用原料に添加する構成である。
【００７８】
また、本発明にかかる製鉄用原料の造粒処理方法は、以上のように、上記製鉄用造粒処理剤とは別に、上記製鉄用原料にアルカリ性物質を添加する構成である。
【００７９】
これにより、焼結鉱を得るべく微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料（焼結原料またはペレット原料）を造粒処理（擬似粒化またはペレット化）するのに好適な造粒処理方法を提供することができるという効果を奏する。上記の造粒処理方法によれば、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料（焼結原料またはペレット原料）を造粒処理（擬似粒化またはペレット化）する際に、微粉粒子を核粒子の周りに付着させる効果に優れ、焼結機の生産効率を向上させることができ、それゆえ、製鉄用造粒処理剤を安価に提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for granulating a raw material for iron making, and more particularly, to a method for producing a sintered ore or a method for producing a pellet as a raw material for iron making, when granulating the raw material for iron making, In particular, the present invention relates to a method suitable for granulating by adjusting the water content of the raw material for iron making to make pseudo-granulated or pelletized.
[0002]
[Prior art]
In the production of sintered ore, iron ore as a raw material for sintering, auxiliary materials, fuel, etc. are first mixed and granulated while adjusting moisture with a granulator such as a drum mixer, pelletizer, Eirich mixer, etc. Build particles. Pseudo particles are particles in which fine particles of 0.5 mm or less are generally attached to 1 to 3 mm core particles. At this time, the action required for granulation is to improve the quasi-granulating property in which fine particles adhere around the core particles, and that the quasi-particles are difficult to disintegrate in a wet zone, a dry zone, etc. in the firing process. . By making the sintering raw material into pseudo particles in this way, the air permeability in the sintering raw material packed layer (sintering bed) on the sintering machine can be improved, and the productivity of the sintering machine can be improved. .
[0003]
The sintering machine that sinters the sintering raw material adopts the downward suction type, and by sucking from the lower side of the sintering raw material, the air necessary for the sintering is circulated and the upper side of the sintering raw material from the lower side The sintering raw material is sintered by burning the fuel toward the head. For this reason, if the sintering raw material contains a large amount of fine powder, the air permeability decreases due to clogging and the like, and the combustion rate of coke as a fuel becomes slow, so the production efficiency of the sintering machine decreases. Therefore, in order to improve the air permeability, a pretreatment such as granulating (pseudo-granulating) the sintered raw material is necessary. As the pretreatment, for example, a granulation operation such as adding a small amount of water to the sintered raw material and stirring it is performed. However, in the granulation operation using only water, since the effect of improving the pseudo-granulating property is poor, the amount of fine powder contained in the sintered raw material cannot be reduced so much.
[0004]
For this reason, conventionally, as a countermeasure for improving the pseudo-granulating property, a method of adding various granulating additives as a binder to the sintered raw material has been proposed. Many are known as granulation additives. For example, bentonite, lignin sulfite (pulp waste liquor), starch, sugar, molasses, water glass, cement, gelatin, carboxymethylcellulose, and the like have been studied as binders or thickeners. In the production of sintered ore, there are problems such that the amount of addition is relatively large and the cost is high, and it is difficult to ensure the amount to be used, and they are not used industrially.
[0005]
As a granulating additive currently in practical use, for example, quicklime disclosed in Steel Manufacturing Research No. 288 (1976), page 9, is widely used. According to this, the effect of quicklime is shown as follows. First, it is possible to promote pseudo-granulation in the mixer. Secondly, in the sintering process after filling the sintering raw material consisting of pseudo particles at a specific height and igniting the surface layer after forming the sintering bed, the pseudo particles collapse in the process of drying and heating It is said that a uniform air flow in the sintered layer can be maintained.
[0006]
On the other hand, in the manufacture of pellets, iron ore, dust, and charcoal as raw materials are mixed and then granulated while adjusting moisture with a granulator such as a pelletizer. A pellet generally refers to a particle having particles of 1.0 mm or less solidified into a spherical shape of 6.0 to 50 mm. Under the present circumstances, the effect | action calculated | required by granulation is that the intensity | strength in the state of the raw pellet before drying is high, it is destroyed during a drying process or a transport process, and is not pulverized. Conventionally, in order to improve the strength of the pellets, 1% by weight or more of bentonite as a granulation additive is added to the fine powder material and kneaded, and granulation is performed while sprinkling an appropriate amount of water to produce pellets. A method has been proposed. In addition, the pellet described here becomes a blast furnace raw material, a sintering raw material, a converter raw material, or the like, and a manufacturing method thereof is not particularly limited.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the production of sintered ore, the use of binders such as quick lime and molasses is generally expensive, leading to an increase in production cost. Although granulation using quick lime has been put to practical use, quick lime is easy to absorb moisture and generates heat at this time. Moreover, since the quick lime currently used cannot obtain a sufficient effect unless the usage-amount is comparatively increased, cost becomes high. Therefore, the current situation is that the amount of use is reduced as much as possible. And even if it adds 2 weight% or more of quicklime, the improvement effect of the pseudo-granulation property tends to reach a peak. In addition, recently, with the depletion of high-quality ores, the deterioration of fine ore is also severe, and there is a problem that the granulation property of the sintered raw material is worse than before. For this reason, even if granulation is performed by adding quicklime, the effect is smaller than before. Furthermore, binders other than quicklime are insufficient in the effect of reducing the amount of fine powder contained in the sintering raw material, and are less effective in improving the air permeability of the sintering bed and shortening the sintering time. The strength of the sinter is low. A sinter with weak sinter strength, for example, is likely to generate fine powder during crushing after sintering, so that the amount of returned ore is increased, the product yield is lowered, and the production efficiency is lowered. For this reason, granulation using binders other than quicklime has not been put into practical use.
[0008]
Moreover, it cannot be said that the effect of reducing the amount of fine powder contained in the sintering raw material by the granulation method for iron making using quicklime is still sufficient.
[0009]
On the other hand, when bentonite is used in the production of pellets, a large amount of water needs to be added during granulation because of its high swelling property. For this reason, since raw pellets are soft, they are easily deformed, the gas permeability deteriorates during the drying process, and there is a problem that it takes a long time to perform sufficient drying and the strength decreases. Further, bentonite contains a large amount of impurity components such as silicon, and there is a problem that the hot metal and slag in the molten steel are increased.
[0010]
This invention is made | formed in view of the said conventional problem, The objective is to provide the granulation processing method used suitably for granulating the raw material for iron making.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present application first studied about a granulating agent for iron making that was excellent in the granulating effect of the raw material for iron making in order to achieve the above object. It has been found that the grain treating agent is excellent in the effect of improving the pseudo-granulating property of the raw material for iron making, and is excellent in the granulating effect of the raw material for iron making. Further, the inventors of the present application show that the granulating agent for iron making containing a copolymer obtained by copolymerizing an acid group-containing monomer with, for example, (meth) acrylic acid ester is particularly excellent in the granulating effect of the raw material for iron making. I found. However, in order to granulate the iron-making raw material, it is necessary to dissolve the iron-making raw material in water used for the granulation treatment using the iron-making granulation agent as a binder. For this reason, the polymer used in the granulating agent for iron making is formed in advance in the form of an aqueous polymer solution by aqueous solution polymerization, or an emulsion obtained by emulsion polymerization using, for example, a basic neutralizing agent. It is used after having been dissolved in water by neutralization to form a polymer aqueous solution.
[0012]
However, when the granulating agent for iron making is in the state of an aqueous solution, the viscosity increases depending on the concentration. And when the granulation processing agent for iron making having such a high viscosity is used, it tends to be difficult to uniformly mix the granulating treatment agent for iron making and the raw material for iron making as the viscosity increases. In particular, as the granulating agent for iron making using a polymer having a high molecular weight, the viscosity becomes high even at a low concentration, and the above tendency becomes stronger.
[0013]
Therefore, as a result of further investigation, the inventors of the present application added and mixed the iron making granulation treatment agent containing the alkali-soluble emulsion to the iron making raw material in the state of the emulsion, and then the iron making structure. It is found that by making the grain treatment agent (emulsion) in the state of an aqueous solution, the pseudo-granulation property can be improved without previously adding the granulation treatment agent for iron making containing the alkali-soluble emulsion in the state of the aqueous solution. In addition, the granulation treatment agent for iron making containing the alkali-soluble emulsion is added to and mixed with the raw material for iron making in the state of the emulsion, so that the granulation treatment agent for iron making containing the alkali-soluble emulsion is an aqueous solution. Even if the viscosity of the compound is high, it is possible to uniformly mix the granulating agent for iron making and the raw material for iron making, thereby improving the pseudo-granulating property. Excellent effect of, can improve the production efficiency of the sintering machine, as a result, have completed the present invention have found that it is possible to perform the granulation process of low cost steel for material.
[0014]
That is, according to the present invention, the granulation treatment agent for iron making is mixed with the raw material for iron making after the aqueous solution polymerization or by dissolving the emulsion in water using a basic neutralizing agent. Rather, an alkali-soluble emulsion is produced, and the emulsion-like granulating agent for iron making containing the alkali-soluble emulsion is mixed with the raw material for iron making in the emulsion state, before, at the same time, after the addition of the emulsion. By separately adding a basic neutralizing agent at any timing, the emulsion, that is, the above granulating agent for iron making is dissolved in water, thereby granulating an iron making raw material containing fine iron ore. When processing, the granulation treatment agent for iron making and the raw material for iron making can be mixed uniformly, the amount of fine powder can be reduced by pseudo-granulation, and the production efficiency of the sintering machine can be reduced. It can be further improved.
[0015]
That is, the method for granulating a raw material for iron making according to the present invention is a method for granulating a raw material for iron making containing fine iron ore in order to solve the above-mentioned problem. The treatment agent is added to the ironmaking raw material in the state of an emulsion.
[0016]
Further, the method for granulating a raw material for iron making according to the present invention is characterized by adding an alkaline substance to the raw material for iron making separately from the granulating agent for iron making, in order to solve the above-mentioned problems. .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The method for granulating a raw material for iron production according to the present invention is a method in which a raw material for iron making (sintered raw material or pellet raw material) is mixed, conditioned, etc., and granulated (pseudo granulated or pelletized). This is a method of adding an iron-containing granulating agent containing an emulsion to the iron-making raw material in an emulsion state. Moreover, the granulation processing method of the raw material for iron manufacture concerning this invention is a method of adding an alkaline substance to the said raw material for iron manufacture separately from the said granulation processing agent for iron manufacture.
[0018]
In the present invention, the alkali-soluble emulsion refers to an emulsion having a characteristic of changing from an emulsion state to a water-soluble state by mixing with an alkaline substance. That is, the alkali-soluble emulsion according to the present invention is a polymer emulsion that is dispersed and stabilized as particles in water and becomes a water-soluble resin by dissolving polymer particles in water by adding an alkaline substance. More specifically, the polymer constituting the particles in the alkali-soluble emulsion is obtained by polymerizing (copolymerizing) a monomer component containing at least an acid group-containing monomer, and the acid group-containing monomer alone or the acid group-containing monomer. It can be obtained by (co) polymerization with other monomers copolymerizable with the monomers. The polymer is generally synthesized by emulsion polymerization to form an emulsion.
[0019]
Specific examples of the acid group-containing monomer include, for example, (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, crotonic acid and other carboxyl group-containing monomers; vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, Sulfo group-containing monomers such as sulfoethyl (meth) acrylate; 2- (meth) acryloyloxyethyl acid phosphate, 2- (meth) acryloyloxypropyl acid phosphate, 2- (meth) acryloyloxy-3-chloropropyl acid phosphate , Acidic phosphate group-containing monomers such as 2- (meth) acryloyloxyethylphenyl phosphate; carboxylic acid-based monomers such as vinylphenol; and the like, but are not particularly limited. One kind of these acid group-containing monomers may be used as needed, or two or more kinds may be used.
[0020]
By (co) polymerizing these acid group-containing monomers, units derived from these acid group-containing monomers can be introduced into the resulting polymer. That is, only one type of these acid group-containing monomer-derived units may be included, or two or more types may be included. Among the units derived from the acid group-containing monomers exemplified above, those obtained by polymerizing a carboxyl group-containing monomer are more preferred, and those obtained by polymerizing (meth) acrylic acid are more preferred.
[0021]
Further, as other monomers copolymerizable with the acid group-containing monomer, specifically, for example, (meth) acrylic acid ester; styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, ethyl vinyl benzene, chloromethyl styrene, (Meth) acrylamide, derivatives thereof; (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, etc. (meth) acrylamide and derivatives thereof; vinyl acetate ; (Meth) acrylonitrile; N-vinyl-2-pyrrolidone; base-containing monomers such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, vinylpyridine, and vinylimidazole N- Crosslinkable (meth) acrylamide monomers such as tyrol (meth) acrylamide and N-butoxymethyl (meth) acrylamide; vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloylpropyltrimethoxysilane Silane monomers in which a hydrolyzable group is directly bonded to a silicon atom, such as vinyltris (2-methoxyethoxy) silane and allyltriethoxysilane; glycidyl (meth) acrylate, glycidyl ether (meth) acrylate, etc. Epoxy group-containing monomers; 2-isopropenyl-2-oxazoline, oxazoline group-containing monomers such as 2-vinyl-2-oxazoline; 2-aziridinylethyl (meth) acrylate, (meth) acryloylaziridine, etc. Aziridine group-containing monomer; , Vinylidene fluoride, vinyl chloride, vinylidene chloride and other halogen group-containing monomers; (meth) acrylic acid, ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, 1,3-butylene glycol, neopentyl Polyfunctional (meth) acrylic acid ester having a plurality of unsaturated groups in its molecule, such as esterified product with polyhydric alcohol such as glycol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, etc .; Multifunctional (meth) acrylamides with multiple unsaturated groups in the molecule, such as (meth) acrylamide; polyfunctional allylic compounds with multiple unsaturated groups in the molecule, such as diallyl phthalate, diallyl maleate, diallyl fumarate ; Allyl (meth) acrylate; divinyl benzene; but like, but is not particularly limited. One type of these monomers may be used as required, or two or more types may be used. Of these monomers, (meth) acrylic acid esters are particularly preferable.
[0022]
Among the polymers constituting the particles in the alkali-soluble emulsion used in the present invention, a copolymer containing a unit derived from an acid group-containing monomer and a unit derived from a (meth) acrylate ester has a large weight average molecular weight. The copolymer can be obtained at a high concentration, and is excellent in the effect of adhering the fine particles around the core particles when the raw material for iron making containing fine iron ore is granulated. The copolymer can be easily obtained by emulsion polymerization of a monomer composition (monomer component) containing an acid group-containing monomer and a (meth) acrylic ester.
[0023]
Specifically, as the (meth) acrylic acid ester, for example, (meth) acrylic acid such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate and the like having 1 to 1 carbon atoms. (Meth) acrylic acid alkyl ester which is an esterified product of 18 monohydric alcohol; (meth) acrylic acid cycloalkyl ester such as cyclohexyl (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) ) Acrylate, mono-esterified product of (meth) acrylic acid and polypropylene glycol, hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester; polyalkylene glycol (meth) acrylate such as polyethylene glycol (meth) acrylate; Not particularly limited . These (meth) acrylic acid esters may be used singly or in combination of two or more as required.
[0024]
By copolymerizing these (meth) acrylic acid esters with an acid group-containing monomer, these (meth) acrylic acid ester-derived units can be introduced into the resulting polymer. Among the units derived from the above-exemplified (meth) acrylic acid esters, those obtained by polymerizing methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate are more preferable, and obtained by polymerizing methyl acrylate. More preferably. Therefore, it is particularly preferable that the copolymer contains a copolymer obtained by copolymerizing a carboxyl group-containing monomer and methyl acrylate.
[0025]
Further, as the monomer component, in addition to these monomers, a chain transfer agent can be used for the purpose of adjusting the molecular weight. Specific examples of the chain transfer agent include compounds having a high chain transfer coefficient such as mercapto group-containing compounds such as mercaptoethanol, mercaptopropionic acid, and t-dodecyl mercaptan; carbon tetrachloride; isopropyl alcohol; toluene; Can be mentioned.
[0026]
The proportion of units derived from the acid group-containing monomer in the polymer is not particularly limited, but the lower limit is preferably 10% by weight, more preferably 20% by weight, and the upper limit is preferably 90%. % By weight, more preferably 80% by weight.
[0027]
Moreover, as a polymer, when obtaining a copolymer containing a unit derived from an acid group-containing monomer and a unit derived from a (meth) acrylic acid ester, the ratio of the unit derived from the acid group-containing monomer in the copolymer is: Although not particularly limited, the lower limit is preferably 10% by weight, more preferably 20% by weight, and the upper limit is preferably 90% by weight, more preferably 80% by weight. On the other hand, the proportion of units derived from (meth) acrylic acid ester in the copolymer is not particularly limited, but the lower limit is preferably 10% by weight, more preferably 20% by weight, and the upper limit. The value is preferably 90% by weight, more preferably 80% by weight. However, the total of these monomer-derived units is 100% by weight.
[0028]
By emulsion polymerization of a monomer component containing at least the acid group-containing monomer, the alkali-soluble emulsion according to the present invention can be obtained. In the emulsion polymerization of the monomer component, conventionally known emulsion polymerization methods (emulsion polymerization) such as an oil-in-water emulsion polymerization method and a water-in-oil emulsion polymerization method can be employed.
[0029]
The polymerization initiator used in the above polymerization method may be any compound that decomposes by heat or redox reaction to generate radical molecules, and among them, a polymerization initiator having water solubility is preferable. Specific examples of the polymerization initiator include persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate, and ammonium persulfate; 2,2′-azobis- (2-amidinopropane) dihydrochloride, 4,4 Water-soluble azo compounds such as' -azobis- (4-cyanopentanoic acid); thermal decomposable initiators such as hydrogen peroxide; hydrogen peroxide and ascorbic acid, t-butyl hydroperoxide and Rongalite, potassium persulfate and metals Examples thereof include, but are not particularly limited to, a redox polymerization initiator composed of a combination of a salt, ammonium persulfate, sodium hydrogensulfite, and the like. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. The amount of the polymerization initiator used may be appropriately set according to the composition of the monomer component, the polymerization conditions, and the like.
[0030]
Examples of the emulsifier used in carrying out the polymerization include an anionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, a polymer surfactant, or a reactive interface thereof. Examples of the activator include, but are not limited to. One type of these emulsifiers may be used as necessary, or two or more types may be used in combination. In addition, emulsion polymerization can also be performed without using an emulsifier.
[0031]
Specific examples of the anionic surfactant include, for example, alkyl sulfate salts such as sodium dodecyl sulfate, potassium dodecyl sulfate, ammonium alkyl sulfate; sodium dodecyl polyglycol ether sulfate; sodium sulforicinoate; sulfonated paraffin salt, Alkyl sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate, alkali metal sulfate of alkali phenol hydroxyethylene, etc .; long-chain alkyl naphthalene sulfonate; condensate of naphthalene sulfonic acid and formaldehyde; sodium laurate, triethanolamine oleate, triacetate abietic acid Unsaturated fatty acid salt such as ethanolamine; Polyoxyalkyl ether sulfate ester salt; Polyoxyethylene cal Phosphate ester sulfates, polyoxyethylene phenyl ether sulfate; dialkyl succinate sulfonate, and polyoxyethylene alkylaryl sulfate salts, reactive anionic emulsifiers having an unsaturated group; and the like. These anionic surfactants may be used alone or in combination of two or more.
[0032]
Specific examples of nonionic surfactants include fats such as polyoxyethylene alkyl ether; polyoxyethylene alkyl aryl ether; sorbitan aliphatic ester, polyoxyethylene sorbitan aliphatic ester; glycerol monolaurate, and the like. Polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer; condensates of ethylene oxide with aliphatic amines, amides or acids; and the like. These nonionic surfactants may be used alone or in combination of two or more.
[0033]
Specific examples of the polymer surfactant include, for example, polyvinyl alcohol and modified products thereof; (meth) acrylic acid-based water-soluble polymers, hydroxyethyl (meth) acrylate-based water-soluble polymers, hydroxypropyl (meth) Acrylate-based water-soluble polymer (however, a polymer different from the copolymer according to the present invention); polyvinylpyrrolidone; and the like. These polymer surfactants may be used alone or in combination of two or more.
[0034]
The polymerization conditions such as the reaction temperature and the reaction time may be appropriately set according to the composition of the monomer component, the kind of the polymerization initiator, etc., but the reaction temperature is more preferably in the range of 0 to 100 ° C. More preferably, it is in the range of -95 ° C. The reaction time is preferably about 3 to 15 hours. As a method for supplying the monomer component to the reaction system in the present invention, for example, a batch addition method, a divided addition method, a component dropping method, a pre-emulsion method, a power feed method, a seed method, a multistage dropping method, and the like can be performed. There is no particular limitation.
[0035]
As described above, the alkali-soluble emulsion used in the present invention is obtained. In the alkali-soluble emulsion, the polymer constituting the particles preferably has a weight average molecular weight of 2,000 to 5,000,000. The lower limit (weight average molecular weight) is more preferably 3000, and particularly preferably 5000. The upper limit (weight average molecular weight) is more preferably 4 million, and particularly preferably 3 million.
[0036]
Moreover, it is more preferable that the concentration of non-volatile components including the polymer contained in the emulsion thus obtained, that is, the alkali-soluble emulsion, is 60% by weight or less. An emulsion having a non-volatile content exceeding 60% by weight has a viscosity that is too high, and dispersion stability cannot be maintained and aggregation may occur.
[0037]
The average particle size of the particles contained in the emulsion thus obtained (that is, the polymer constituting the particles) is more preferably in the range of 30 nm or more and 100 μm or less, and 50 nm or more and 50 μm. More preferably within the following range. An emulsion having an average particle size of less than 30 nm has an excessively high viscosity and may not be able to maintain dispersion stability and may cause aggregation.
[0038]
As described above, at least a part of the alkali-soluble emulsion is neutralized by the alkaline substance and dissolved in water by mixing with the alkaline substance. Thereby, said alkali-soluble emulsion, ie, the alkali-soluble emulsion used as the granulating agent for iron making in the present invention, can exhibit sufficient performance (effect) even with a small amount of use.
[0039]
That is, the alkali-soluble emulsion exhibits its effect by dissolving in water during the granulation treatment of the raw material for iron making. However, when the alkali-soluble emulsion is in the form of an aqueous solution, the viscosity tends to increase, depending on the concentration of the polymer contained in the alkali-soluble emulsion. In particular, a polymer having a higher molecular weight tends to have a high viscosity even at a low concentration when it is in an aqueous solution state, and it tends to be difficult to uniformly mix with the raw material for iron making. Also, depending on the type and molecular weight of the polymer, the viscosity becomes too high, for example, it becomes difficult to spray using a spray device, and the addition method is limited, or a large facility for storing and adding a high viscosity aqueous solution is required. There is a risk that it may cause problems. As a result, workability may be reduced, or the production efficiency may not be sufficiently improved.
[0040]
In the present invention, in order to perform such a granulation treatment more efficiently, a granulation treatment agent for iron making containing an alkali-soluble emulsion (that is, a polymer that dissolves in water by neutralizing at least a part with an alkaline substance ( In addition to the step of adding the emulsion) containing the polymer having a structural unit derived from the acid group-containing monomer to the ironmaking raw material in the state of the emulsion, and the ironmaking raw material, the ironmaking raw material And adding an alkaline substance.
[0041]
In the present invention, the addition of the granulation treatment agent for iron making containing the alkali-soluble emulsion to the raw material for iron making in the state of the emulsion means that the granulation treatment agent for iron making containing the alkali-soluble emulsion is the alkali-soluble emulsion. It shows that the polymer contained therein is not dissolved but is added to the ironmaking raw material while maintaining the state of being dispersed in the liquid as polymer particles. That is, adding a granulating agent for iron making containing an alkali-soluble emulsion to the raw material for iron making in the state of the emulsion means that the granulating agent for iron making containing the alkali-soluble emulsion is added to the raw material for iron making. At the time of addition, even if the alkali-soluble emulsion is premixed with water or other components used in the granulation process or mixed at the time of addition, the polymer contained in the alkali-soluble emulsion is used as polymer particles. It shows that it is in a state of being dispersed in a liquid, and more specifically, adding the granulating agent for iron making containing the alkali-soluble emulsion to the iron making raw material in an emulsion state without forming an aqueous solution. Indicates.
[0042]
By making the granulation treatment agent for iron making containing the alkali-soluble emulsion not an aqueous solution, the viscosity of the granulation treatment agent for iron making can be easily adjusted to a desired viscosity. For this reason, the viscosity of the granulation treatment agent for iron making is increased by adding the granulation treatment agent for iron making containing the alkali-soluble emulsion to the raw material for iron making in the state of the emulsion. Viscosity that does not hinder the mixing and mixing of the iron-making granulation agent to the raw material, and preferably the viscosity at which the mixing of the iron-making raw material and the iron-making granulation agent proceeds smoothly in a short time Specifically, the viscosity of 200 mPa · s or less can be adjusted to mix the iron making raw material and the iron making granulation agent. As a result, the raw material for iron making and the granulating agent (emulsion) for iron making can be mixed uniformly and in a short time with good work efficiency.
[0043]
The method for adding the alkali-soluble emulsion (granulating agent for iron making) to the raw material for iron making is not particularly limited. For example, the alkali-soluble emulsion (granulating agent for iron making) is added to the granulator. A method of mixing with water or a method of spraying on a stirred iron-making raw material is simple and can be uniformly added, and thus is particularly preferable.
[0044]
Specific examples of the alkaline substance used for neutralizing the polymer constituting the particles in the alkali-soluble emulsion, that is, the alkali-soluble emulsion used to make the alkali-soluble emulsion into an aqueous solution include, for example, sodium hydroxide, hydroxide Alkali metal hydroxides such as potassium; basic carbonates such as sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, ammonium carbonate and ammonium hydrogen carbonate; nitrogen-containing bases such as aqueous ammonia and monoethanolamine; It is not something.
[0045]
The addition of the alkaline substance may be performed separately from the alkali-soluble emulsion. Specifically, for example, a method of previously blending with iron ore in a powder, the alkaline substance as an aqueous solution, and the alkali-soluble emulsion (above A method of adding (for example, spraying) before, simultaneously with, or after adding a granulating agent for iron making) can be used.
[0046]
That is, in the present invention, in addition to the iron-making granulation treatment agent, adding an alkaline substance to the iron-making raw material means that the alkaline substance contains the alkali-soluble emulsion or the granulation treatment for iron production containing the alkali-soluble emulsion. Without adding to the agent in advance (that is, without the alkali-soluble emulsion in the form of an aqueous solution in advance), adding to the raw material for iron making, adding the alkali-soluble emulsion to the raw material for iron making It shows that an alkaline substance is added independently to the raw material for iron making.
[0047]
Thereby, mixing of the said raw material for iron manufacture and the said alkali-soluble emulsion (granulation processing agent for iron manufacture) can melt | dissolve and thicken said polymer in water at a time difference. As a result, the emulsion with a relatively low viscosity is mixed quickly and uniformly with the raw material for iron making, and then the emulsion is dissolved by an alkaline substance to become a water-soluble polymer. Can be improved.
[0048]
The polymer is not instantly dissolved in water by neutralization with the alkaline substance, so the alkaline substance is added before or simultaneously with the addition of the alkali-soluble emulsion (the granulating agent for iron making). May be added. However, it is preferable to make the alkali-soluble emulsion into an aqueous solution after the alkali-soluble emulsion (the granulating agent for iron making) is uniformly mixed with the raw material for iron making as much as possible. Is preferably pre-blended with iron ore as a powder, or an alkaline substance is added after (preferably after mixing) the alkali-soluble emulsion (the granulating agent for iron making). From the viewpoint of efficiency, it is more preferable that the alkaline substance is made into an aqueous solution and added after the alkali-soluble emulsion (the granulating agent for iron making) is added.
[0049]
According to the present invention, pseudo-granulation can be improved without adding the alkali-soluble emulsion (granulating agent for iron making) in the form of an aqueous solution in advance, and granulation for iron making containing the alkali-soluble emulsion. By adding the treatment agent to the ironmaking raw material in the state of the emulsion and mixing it, the granulation treatment agent for ironmaking containing the alkali-soluble emulsion is a compound whose viscosity is increased when it is made into an aqueous solution. Even so, it is possible to uniformly mix the granulating agent for iron making and the raw material for iron making, which is excellent in the effect of improving the pseudo-granulating property, and can improve the production efficiency of the sintering machine. Therefore, the raw material for iron making can be granulated at low cost. The method for granulating a raw material for iron making according to the present invention is particularly suitable for an alkali-soluble emulsion having a viscosity of 200 mPa · s or more, more preferably 500 mPa · s or more when an aqueous solution is formed.
[0050]
The amount of the active ingredient, that is, the amount of the polymer constituting the particles in the alkali-soluble emulsion is not particularly limited with respect to the sintering raw material (iron ore, auxiliary raw material, fuel, etc.), but the lower limit is preferable. It is 0.001% by weight, more preferably 0.005% by weight, and the upper limit is preferably 5.0% by weight, more preferably 1.0% by weight. If an alkali-soluble emulsion is added in an amount exceeding 5.0% by weight of the above polymer, excessive granulation will occur and the sintered raw material will be hardened, and air flow into the sintered raw material will be hindered. As a result, there are adverse effects such as no longer being sintered. Further, the lower limit of the amount of the polymer added depends on the ore granulation properties of the sintering raw material, the amount of water added, the granulator used, etc., but it is desirable to design the amount to be as small as possible. .
[0051]
The amount of the active ingredient added to the pellet raw material (iron ore, dust, charcoal, etc.), that is, the amount of the polymer constituting the particles in the alkali-soluble emulsion is not particularly limited, but the lower limit is preferably 0. 0.01% by weight, more preferably 0.05% by weight, and the upper limit is preferably 5.0% by weight, more preferably 1.0% by weight. When an alkali-soluble emulsion is added in an amount exceeding 5.0% by weight, the pellet raw material is excessively granulated and a large amount of pellet raw material is formed, resulting in a large variation in particle size of the pellet raw material. The negative effect will come out. The lower limit of the amount of the polymer added depends on the granulation properties of the pellet raw material, the amount of water added, the granulator used, etc., but it is desirable to design the amount to be as small as possible.
[0052]
The amount of the alkaline substance added to the alkali-soluble emulsion depends on the type and composition of the acid group-containing monomer constituting the polymer in the alkali-soluble emulsion, the type of the alkaline substance, and the like. The amount of the acid group in the polymer in the alkali-soluble emulsion is not particularly limited as long as it is an amount capable of bringing the alkali-soluble emulsion into an aqueous solution state by neutralizing at least a part thereof. On the other hand, it is preferably added within a range of 20 mol% or more and 120 mol% or less, and more preferably added within a range of 75 mol% or more and 100 mol% or less. If the amount of the alkaline substance added is 120 mol% or more, the amount of the alkaline substance becomes excessive, which is uneconomical and may reduce the effect of improving the pseudo particle property. If the amount of the alkaline substance added is 20 mol% or less, the emulsion particles are not dissolved, and therefore the effect of improving the pseudo particle property cannot be obtained, which is not preferable.
[0053]
The alkali-soluble emulsion, particularly an alkali-soluble emulsion containing, as the polymer, a copolymer obtained by copolymerizing an acid group-containing monomer with, for example, a (meth) acrylate ester, granulates the raw material for iron making (pseudo granulation or pelletization) ), It is excellent in the effect of improving the pseudo-granulating property when the raw material for iron making is granulated, and the production efficiency of the sintering machine can be improved.
[0054]
For this reason, the alkali-soluble emulsion, particularly an alkali-soluble emulsion containing a copolymer obtained by copolymerizing an acid group-containing monomer with, for example, a (meth) acrylic acid ester as the polymer is used for iron making according to the granulation treatment method of the present invention. By using it as a granulating agent, it is excellent in the effect of improving the pseudo-granulating property, and the production efficiency of the sintering machine can be improved. As a result, the raw material for iron making can be granulated at low cost. .
[0055]
For this reason, the alkali-soluble emulsion can be used as it is as a granulating agent for iron making, but for the purpose of promoting or stabilizing the effect, for example, within a range that does not impair the performance of the alkali-soluble emulsion. If necessary, other components may be included, and as a component other than the alkali-soluble emulsion, other conventionally known granulating additives such as quick lime may be used in combination.
[0056]
The alkali-soluble emulsion, particularly an alkali-soluble emulsion containing a copolymer obtained by copolymerizing an acid group-containing monomer with, for example, (meth) acrylic acid ester as the polymer is not easily affected by polyvalent metal ions. The grain effect is unlikely to decrease, and even when used in combination with quicklime, the amount of fine powder contained in the raw material for iron making can be reduced sufficiently, but quicklime is expensive and requires careful handling. Therefore, it is preferable to perform the granulation treatment in the absence of quicklime, and it is preferable not to add quicklime at all or to reduce the addition amount as much as possible. In addition, conventionally, quick lime is generally used for granulation of the raw material for iron making, and there is a concept of using quick lime in combination even when a binder other than quick lime is used. Does not contain quicklime or does not use in combination with quicklime (that is, granulation in the absence of quicklime) improves the pseudo-granulation in the granulation of the ironmaking raw material. It is effective. For this reason, when the granulation treatment agent for iron making contains quick lime, or when the granulation treatment agent for iron making is used in combination with quick lime, the proportion of quick lime in the granulation treatment agent for iron making, or the iron making structure The amount of quicklime added to the grain treatment agent is set so that the ratio of quicklime to the ironmaking raw material when adding the ironmaking granulation treatment agent to the ironmaking raw material, in particular, the ratio of quicklime to iron ore is minimized. It is preferable.
[0057]
In addition, as described above, the granulation treatment agent for iron making according to the present invention needs to be finally an aqueous solution, and water used for the granulation treatment is used as the granulation treatment for iron making at the time of the granulation treatment. It can be added separately from the agent, or it can be added in a state in which the granulating agent for iron making is diluted with water in advance. That is, the above-mentioned granulating agent for iron making may contain water in addition to the alkali-soluble emulsion obtained by the above emulsion polymerization, for example, for viscosity adjustment (dilution), etc. It may be diluted to have a viscosity of. The amount of water used in this case, for example, the amount of water in the above-mentioned granulating agent for iron making, may be appropriately set so as to be equal to or less than the total amount of water used during the granulation treatment, and is particularly limited. Not.
[0058]
In any case, the addition amount (ratio) of the iron-making granulation treatment agent according to the present invention relative to the iron-making raw material is the above-mentioned particles constituting the particles in the alkali-soluble emulsion contained in the iron-making granulation treatment agent. What is necessary is just to set so that a polymer may become the ratio mentioned above in the range of 0.001 weight% or more and 5.0 weight% or less with respect to the raw material for iron making to be granulated.
[0059]
According to the present invention, the addition amount (use amount) of the polymer in the iron making granulation agent to the iron making raw material to be granulated is 0.1% by weight or less, in particular, the iron ore to be granulated. Even if the addition amount (use amount) of the polymer in the granulating agent for iron making is 0.1% by weight or less, the GI index of pseudo particles having a particle size after granulation of 0.25 mm or less is 85% or more. Become.
[0060]
The GI index of the granulated pseudo particles is a value indicating the ratio of fine powder particles adhering around the core particles. The larger this value, the better the granulation property and the air permeability during sintering. This improves the air permeability of the sintered ore and increases the production efficiency of the sintered ore. The measurement of the GI index will be described later.
[0061]
Further, according to the present invention, after mixing, kneading, and granulating a part of the ironmaking raw material according to the particle size distribution, granulation property, composition, etc. of each brand of the ironmaking raw material including the auxiliary raw material and fuel. Also, for the processing method of mixing and kneading this with the remaining raw materials for iron making, the above granulating treatment method according to the present invention is used to add the iron making granulation treatment agent to the iron making raw material. Can be pseudo-granulated. For example, when a part of the raw material for iron making shows difficult granulation, it can be pseudo-granulated by adding the above-mentioned granulating agent for iron making to the hardly granulated raw material for iron making. Therefore, the raw material for iron making can be efficiently granulated with a small amount of the granulating agent for iron making.
[0062]
According to the present invention, it is possible to freely select a combination of a raw material for iron making, a granulator, a timing and a place where each component is added, and the combination is not particularly limited. That is, the granulation treatment method according to the present invention is applied to the granulation treatment method having a plurality of treatment steps and combining the above-mentioned granulation treatment agent for iron making and each treatment method. Can be pseudo-granulated by adding to the raw material for iron making.
[0063]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these. The average particle diameter and GI index in Examples and Comparative Examples were measured by the following methods. In the examples and comparative examples, “part” indicates “part by weight”, and “%” indicates “% by weight”.
[0064]
(Average particle size, GI index)
By classifying the pseudo particles obtained by the granulation operation using a sieve, the particle size (pseudo particle size) and the average particle size were determined. The GI index of the granulated pseudo particles is one of the evaluation methods disclosed in Steel Manufacturing Research No. 288 (1976), page 9, and as described above, the proportion of fine particles adhering around the core particles Indicates.
[0065]
The sintered raw materials and pellet raw materials in the examples and comparative examples described below were all in an absolutely dry state.
[0066]
[Example 1]
8. In a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer, and a reflux condenser, 199.1 parts of ion-exchanged water and an emulsifier (trade name: New Coal 707SF, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) 8 parts and 11.7 parts of sodium styrenesulfonate as an acid group-containing monomer were charged. Next, the emulsifier was completely dissolved by stirring at 75 ° C., and the inside of the flask was replaced with nitrogen gas. On the other hand, a monomer composition (monomer component) composed of 164.3 parts of methacrylic acid as an acid group-containing monomer and 117.4 parts of methyl acrylate as a (meth) acrylic acid ester was used as an emulsifier (same as above). Was added to 80.5 parts and 460.5 parts of ion-exchanged water, and a pre-emulsion was prepared by vigorous stirring. And this pre-emulsion was prepared to the dropping funnel.
[0067]
Next, 52.6 parts of the pre-emulsion was dropped from the dropping funnel into the aqueous solution in the flask and stirred at 75 ° C. for 5 minutes. Subsequently, 13.7 parts of a 5% aqueous solution of ammonium persulfate as a polymerization initiator was put into a flask and stirred at 75 ° C. for 20 minutes to carry out initial polymerization. Then, the remaining pre-emulsion 699.3 parts was dripped over 2 hours, keeping reaction temperature at 75 degreeC. After 30 minutes from the end of the dropwise addition, 13.8 parts of a 0.5% aqueous solution of sodium hydrogen sulfite as a reducing agent was added to the aqueous solution in the flask, and the mixture was further polymerized for 1 hour. Thus, the copolymerization was completed.
[0068]
As a result, an alkaline water-soluble emulsion having a non-volatile content of 29.9% containing an acrylic acid polymer as a copolymer was obtained. The weight average molecular weight of the copolymer, measured using GPC (gel permeation chromatography), was about 1.4 million. Then, 122.6 parts of the obtained emulsion was added to 5377.4 parts of water and stirred and diluted to obtain 5500 parts of emulsion (1) as a granulating agent for iron making according to the present invention. On the other hand, a sintering raw material (raw material for iron making) having the composition shown in Table 1 was prepared.
[0069]
[Table 1]

[0070]
70000 parts of the above sintered raw material and 9 parts of sodium carbonate as an alkaline substance (neutralizing agent) are put into a drum mixer, and the rotational speed is 24 min. ^-1 For 1 minute. Thereafter, 5250 parts of the emulsion (1) prepared in advance was sprayed on the sintered raw material using a spray bottle over about 1.5 minutes while stirring at the same rotational speed. The ratio of the copolymer to the sintered raw material was 0.05%. After spraying, the granulation operation was performed by further stirring for 3 minutes at the same rotational speed.
[0071]
By measuring the moisture contained in the obtained pseudo particles and classifying the pseudo particles using a sieve, the average particle size and the GI index of the pseudo particles having a granulated particle size of 0.25 mm or less are obtained. Asked. This result is shown in Table 2 together with the addition amount of the active ingredient in the granulating agent for iron making, that is, the addition amount of the copolymer in the emulsion (1) used.
[0072]
[Example 2]
By adding 121.9 parts of the emulsion obtained in Example 1 to 4878.1 parts of water and stirring and diluting, 5500 parts of the emulsion (2) as a granulating agent for iron making according to the present invention were added. Obtained. On the other hand, 70000 parts of the same sintering raw material as in Example 1 was put into a drum mixer, and the rotational speed was 24 min. ^-1 For 1 minute. Thereafter, while stirring at the same rotational speed, 4800 parts of the emulsion (2) prepared in advance was sprayed on the sintering raw material over about 1 minute using a sprayer, and 450 parts of 5% aqueous sodium carbonate solution was added thereto. It sprayed over about 30 seconds using the sprayer. The ratio of the copolymer to the sintered raw material was 0.05%. After spraying, the granulation operation was performed by further stirring for 3 minutes at the same rotational speed. The moisture contained in the obtained pseudo particles was measured, and the pseudo particles were dried using an oven at 80 ° C. for 1 hour, and then classified using a sieve. The GI index of pseudo particles having a particle size of 0.25 mm or less was determined. This result is shown in Table 2 together with the addition amount of the active ingredient in the granulating agent for iron making, that is, the addition amount of the copolymer in the emulsion (1) used.
[0073]
[Comparative Example 1]
The granulation operation was performed by adding 5250 parts of water to 70000 parts of the same sintering raw material as in Example 1. By measuring the moisture contained in the obtained pseudo particles and classifying the pseudo particles using a sieve, the average particle size and the GI index of the pseudo particles having a granulated particle size of 0.25 mm or less are obtained. Asked. The results are summarized in Table 2.
[0074]
[Comparative Example 2]
While putting 70000 parts of the same sintering raw material as in Example 1 into a drum mixer, 1050 parts of quicklime is added to the sintering raw material so that the ratio to the sintering raw material is 1.5%, and the rotational speed is 24 min. ^-1 For 1 minute. Then, 5600 parts of water was sprayed over the sintering raw material over about 1.5 minutes using a spray while stirring at the same rotational speed. After spraying, the granulation operation was performed by further stirring for 3 minutes at the same rotational speed. By measuring the moisture contained in the obtained pseudo particles and classifying the pseudo particles using a sieve, the average particle size and the GI index of the pseudo particles having a granulated particle size of 0.25 mm or less are obtained. Asked. The results are shown in Table 2 together with the amount of quicklime used.
[0075]
[Table 2]

[0076]
As is clear from the results shown in Table 2, it was found that the average particle diameter and GI index of the pseudo particles can be greatly increased by using a small amount of the iron-making granulation agent according to the present invention. From this result, it can be seen that the granulating agent for iron making according to the present invention exhibits an excellent effect for pseudo-sintering the sintered raw material, and a small amount of the granulating agent for iron making according to the present invention is used. Thus, it can be seen that the production rate of sintered ore formed by sintering pseudo particles is improved.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, the method for granulating a raw material for iron making according to the present invention has a configuration in which the granulating agent for iron making containing an alkali-soluble emulsion is added to the raw material for iron making in the state of the emulsion.
[0078]
Moreover, the granulation processing method of the raw material for iron manufacture concerning this invention is a structure which adds an alkaline substance to the said raw material for iron manufacture separately from the said granulation processing agent for iron manufacture as mentioned above.
[0079]
This provides a granulation treatment method suitable for granulating (pseudo granulation or pelletizing) a raw material for iron making (sintering raw material or pellet raw material) containing fine iron ore to obtain sintered ore. There is an effect that can be. According to the granulation method described above, when the raw material for iron making (sintered raw material or pellet raw material) containing fine iron ore is granulated (pseudo granulated or pelletized), the fine particles are surrounded by the core particles. Therefore, it is possible to improve the production efficiency of the sintering machine, and to provide a granulating agent for iron making at low cost.

Claims

In the method of granulating the raw material for iron making containing fine iron ore,
Add the granulating agent for iron making containing the alkali-soluble emulsion to the raw material for iron making in the state of the emulsion ,
A method for granulating a raw material for iron making, wherein an alkaline substance is added to the raw material for iron making separately from the granulating agent for iron making.

The method for granulating a raw material for iron making according to claim 1 , wherein the alkaline substance is added after the addition of the granulating agent for iron making.