JP5831361B2 - 焼結原料の事前処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、焼結原料を混合（撹拌）し造粒する際の焼結原料の事前処理方法に関する。

焼結原料は鉄鉱石からなる粉鉱石であり、必要に応じて成分調整する副原料や凝結材を配合し、焼成前に、この粉鉱石に水とバインダーを混合し造粒処理することで、焼結機へ装入する微粉量を低減している。この造粒は、焼結生産性の維持改善に重要な操作であり、従来から各種の造粒技術が提案されてきた。
例えば、特許文献１には、焼結鉱の製造において、二系列の造粒ラインを用い、この両ラインで使用する生石灰の合計量を変えることなく、各造粒ラインで使用する生石灰の配合比を変えることで、焼結原料の造粒性を改善する方法が開示されている。
また、特許文献２には、生石灰による水和反応により消費される水分量を考慮することにより、焼結原料の水分制御の効果を高める方法が開示されている。
そして、特許文献３には、焼結原料の擬似粒化法において、フルード数（（回転数）^２×（ドラム径）／（重力加速度））を調整することや、撹拌時間（ミキサー滞留時間）を長くすることにより、擬似粒化が促進して、擬似粒化指数（ＧＩ）が高くなることが開示されている。ここで、回転数は、実質的に撹拌速度と同じものであることから、特許文献３には、造粒性向上に対して、撹拌速度や撹拌時間が各々影響することが記載されている。
更に、特許文献４には、焼結原料の前処理方法において、分散剤（界面活性剤）の添加割合を増加することで、擬似粒化が促進し、生産性が改善することが開示されている。

特開平５−９６０１号公報 特開平１０−１７９４６号公報 特公昭６０−２８８８８号公報 特開昭５９−５０１２９号公報

前記した従来の方法は、生石灰量、水分量、撹拌速度や撹拌時間、分散剤量等の各因子を、それぞれ単独で制御することにより、造粒性が向上することを記載しているが、これらの因子のうち、いずれの因子が造粒性に顕著な効果があるのかは明らかでない。このため、造粒性の改善効果が顕著でない因子を選択し、この設定条件を変更する場合は、例えば、焼結原料への添加量が増加して生産コストが増大することや、この設定条件を大幅に変更しなければならず、条件変動が大きくなって作業性が悪化する等の問題がある。
なお、近年は、劣質な鉄鉱石を粉砕処理し浮遊選鉱処理して得られる難造粒性の粉鉱石（即ち、微粉原料）が、焼結原料中に多量に配合されるようになり、この微粉原料の配合の違いによって、焼結原料の粒度変化（微粉量の変化）が大きくなってきている。このため、前記した従来の方法を使用しても、必ずしも造粒性が向上せず、もしくは造粒性向上のために生石灰や分散剤の使用量が増加して高コストになることが明らかになった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、焼結原料中の粉鉱石の粒度を変更する際に、造粒性の改善に寄与する因子を的確に選択し、その設定値を変更することで、焼結鉱の製造時における造粒性を効率的に改善できる焼結原料の事前処理方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る焼結原料の事前処理方法は、生石灰と焼結原料とを撹拌機に装入して、水の存在下で撹拌する焼結原料の事前処理方法において、
鉄鉱石として５００μｍアンダーが５０質量％未満もしくは８０質量％超の粒度の粉鉱石を用いる前記焼結原料中の粉鉱石の粒度を、５００μｍアンダーが５０質量％以上８０質量％以下の粒度範囲に変更する際、あるいは、鉄鉱石として前記粒度範囲にある粒度の粉鉱石を用いる前記焼結原料中の粉鉱石の粒度を、更に前記粒度範囲内で変更する際に、
撹拌羽根の直径が０．１〜１．５ｍである前記撹拌機を使用し、前記撹拌羽根の周速を１ｍ／秒以上として、撹拌時における前記生石灰の添加量と前記水の量を、粒度変更前の前記焼結原料に対する設定値から変更する。

本発明に係る焼結原料の事前処理方法において、前記焼結原料中の粉鉱石は、１０μｍアンダーを５質量％以下とすることが、本発明の効果がより顕著になる観点から好ましい。

なお、５００μｍアンダーの粒子の質量％の測定に際しては、粉鉱石（２ｋｇ）を、１５０℃で１時間乾燥した後、０．５ｍｍ（５００μｍ）の篩目（ＪＩＳ Ｚ８８０１−１「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」に拠る）で分級し、篩下の質量％を求めた。また、１０μｍアンダーの微粒子の質量％の測定に際しては、上記乾燥後の粉鉱石を対象に、レーザー回折散乱法の測定機器（日機装株式会社製 ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（登録商標） ＭＴ３３００型、測定範囲：０．０２〜１４００μｍ）を用いた。

ここで、鉄鉱石として少なくとも１種又は複数種の粉鉱石（微粉原料の場合を含む）を含むものが焼結原料であり、この焼結原料に、副原料（成分調整用原料）や凝結材（例えば、コークス粉や石炭粉等）が含まれるか否かは任意であり、本発明での焼結原料とは、生石灰と消石灰（バインダー）を含まないものをさす。なお、焼結原料に副原料や凝結材が含まれる場合、焼結原料中の副原料と凝結材の合計量が質量比で３０質量％以下程度（焼結原料中の鉄鉱石量：例えば、焼結原料の７０〜１００質量％程度）となるように、鉄鉱石に副原料と凝結材を添加する場合があるが、焼結原料の造粒性や造粒物の強度は、これらの添加量では改善しにくい。

本発明に係る焼結原料の事前処理方法は、焼結原料中の粉鉱石の粒度を、５００μｍアンダーが５０質量％以上８０質量％以下の粒度範囲に変更する際、あるいは、この粒度範囲内で変更する際に、造粒性の改善効果が顕著に得られる因子として、生石灰と水を選択して、その設定値を変更するので、焼結原料中の粉鉱石の粒度の変更に際し、他の因子を選択して、その設定値を変更する場合よりも、焼結原料を造粒することで得られる造粒物の割合を増加（造粒後の粉率を低下）でき、焼結鉱の製造時における造粒性を効率的に改善できる。

また、焼結原料中の粉鉱石が、１０μｍアンダーを５質量％以下とする場合、従来は造粒できない場合があった焼結原料でも、造粒できるようになるため、本発明の効果がより顕著になる。

造粒性の改善に寄与する各因子が粉率低減効果に及ぼす影響を示すグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ焼結原料中の粉鉱石の粒度を所定の粒度範囲に変更したときの粉率を比較したグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ焼結原料中の粉鉱石の粒度を所定の粒度範囲で変更したときの粉率を比較したグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）は焼結原料中の粉鉱石の粒度を所定の粒度範囲で変更したときに１０μｍアンダーの微粒子の割合が粉率に及ぼす影響を比較したグラフである。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
まず、本発明に想到した経緯について、図１を参照しながら説明する。
図１は、造粒性の改善に寄与する各因子（水分量、生石灰量、撹拌時間、撹拌速度、有機分散剤量）が、粉率低減効果に及ぼす影響を示している。
試験は、粉鉱石中の５００μｍアンダーの割合（量）を種々の値に設定した焼結原料に、バインダー（生石灰、有機分散剤）を添加し、これを万能ミキサー（自転する撹拌羽根の軸を公転させる竪型ミキサー）で撹拌した後、ドラムミキサーで造粒して行った。なお、種々の値に設定した５００μｍアンダーの割合（以下、設定量ともいう）は、４０質量％、７０質量％、９０質量％、及び１００質量％、である。また、造粒条件は、ドラムの周速：１．０ｍ／秒、造粒時間：６０秒、である。

ここで、各因子、即ち撹拌に使用した水分量は６〜１２質量％、生石灰量は焼結原料に外掛けで０．１〜６質量％、撹拌時間は３０〜２４０秒、撹拌羽根の周速（撹拌速度）は１〜１０ｍ／秒、有機分散剤量は焼結原料に外掛けで０〜２質量％の各範囲内で、それぞれ変更した（以下、変更量ともいう）。
なお、使用した原料に含まれる水分は、通常３〜１０質量％の範囲である。
また、水分は、（原料中の水分量）／｛（絶乾後の原料質量）＋（原料中の水分量）｝×１００（質量％）、で算出した。
そして、周速は、万能ミキサー（混練機）とドラムミキサー（造粒機）において、回転するもの（羽根、ドラム等）で、一番速い部分の速度を意味する。

評価は、以下の手順で行った。
上記した造粒処理した焼結原料（２ｋｇ）を、１５０℃で１時間乾燥した後、０．５ｍｍ（５００μｍ）の篩目（ＪＩＳ Ｚ８８０１−１「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」に拠る）で分級し、０．５ｍｍアンダーの割合を粉率と定義した。

例えば、生石灰量を変更した際は、表１のようになる。
試験は、焼結原料中の粉鉱石の５００μｍアンダーの割合が、４０質量％、７０質量％、９０質量％、１００質量％の４種類の焼結原料に対して、それぞれ生石灰を外掛けで０．５質量％から１．０質量％に変更した。その他の条件は、原料水分：７質量％、有機分散剤：０．１質量％、撹拌水分：９質量％、撹拌羽根の周速：１．５ｍ／秒、撹拌時間：６０秒、造粒時のドラムの周速：１．０ｍ／秒、造粒時間：６０秒、である。

表１からわかるように、生石灰量を０．５質量％から１．０質量％へ０．５質量％変更（増加）した際の粉率低減量は、５００μｍアンダーの割合が、４０質量％、７０質量％、９０質量％、１００質量％において、それぞれ２．８０質量％、３．８０質量％、３．９６質量％、４．００質量％、であった。
この表１において、生石灰量が０．５質量％と１．０質量％のときの各粉率は、小数点以下第２位を四捨五入した数値である。また、粉率低減量は、生石灰量が０．５質量％と１．０質量％のときの各粉率の小数点以下第３位を四捨五入した数値を用い、生石灰量が０．５質量％のときの粉率から１．０質量％のときの粉率を引いた数値を、小数点以下２桁で表示した。

次に、この粉率低減量のうち、粉率低減量が最も大きい４．００質量％を粉率低減効果「１」と定義した。これにより、生石灰量を０．５質量％変更（増加）した際の粉率低減効果は、５００μｍアンダーの割合が、４０質量％、７０質量％、９０質量％、１００質量％に対して、それぞれ０．７０、０．９５、０．９９、１．００、となった。
なお、ここでは、生石灰量を、０．５質量％から１．０質量％に０．５質量％変更した際の結果を示しているが、生石灰量を０．１〜６．０質量％の範囲内で０．５質量％変更した際の粉率低減効果も、略同じであった。また、生石灰量の変更を、０．５質量％から１．０質量％以上とした場合も、結果の傾向は同じであった。

上記した方法を用い、他の因子、即ち、水分量、撹拌時間、撹拌速度、及び有機分散剤量について、その変更量を、水分量：０．５質量％、撹拌時間：１０秒、撹拌速度：０．５ｍ／秒、有機分散剤：０．１質量％にして、粉率低減効果を求めた結果を、図１に示す。上記した各因子の変更量は、操業時に容易に設定値を変更できる量である。
なお、各因子の粉率低減量の絶対値は、各因子の粉率低減効果が最も高くなる点、即ち粉率低減効果が「１」となる点で、３〜５％となり、略同等であった。

以下、各因子の効果について、図１を参照しながら説明する。
（水分）
一般的に、水分が増加すると共に、水の表面張力による架橋効果により、造粒性が向上する傾向となる。
しかしながら、水分による微粉低減効果は、造粒物の形態の違いにより異なる。
原料中の微粉量が少ない場合（核となる粗粒子が多い場合）、造粒物の形態は、核粒子のまわりに微粉が付着する、いわゆる核粒子型となる。これにより、造粒物に衝撃が加わった際には、核が衝撃を吸収するため、衝撃による造粒物の粉化を抑制し、粉率が低くなる。
一方、原料中の微粉量が多い場合（核となる粗粒子が少ない場合）、造粒物の形態は、無核粒子型となる。これにより、造粒物に衝撃が加わった際には、衝撃の影響が顕著になり、微粉同士の付着力が密接に粉率に影響することになる。
従って、焼結原料中の５００μｍアンダーの割合が増加すると、衝撃による粉化が著しくなり、粉率が高くなるため、図１の×印に示すように、５００μｍアンダーの割合の増加と共に水分による粉率低減効果が小さくなる。

（生石灰）
一般的に、生石灰が水と接触することで、一部の生石灰が吸湿し消化（消石灰化）して微粒化し、原料に均一に混ざり易くなる。また、生成した消石灰の一部が水に溶解することでも、原料に均一に混ざり易くなる。更に、生石灰の消化で生成する消石灰や、水の蒸発によって再晶出する消石灰は、１０μｍ以下の微粒子（サブミクロンオーダーを含む）も多く含まれており、固体架橋によって、上記微粉原料の造粒性向上や造粒物の強度向上に大きく寄与する。
従って、焼結原料に添加する生石灰量が増加すると共に、造粒性は向上する傾向となる。
しかしながら、生石灰増加による微粉低減効果は、原料中の微粉量が少ない場合、造粒物の粉化が抑制されるため、生石灰の固体架橋による微粉同士の付着力向上の影響が小さくなり、一方、微粉量が多い場合、微粉同士の付着力が密接に粉率に影響することになる。
従って、焼結原料中の５００μｍアンダーの割合が増加すると、生石灰の固体架橋による微粉同士の付着力向上の効果がより顕著に発揮され、図１の△印に示すように、５００μｍアンダーの割合の増加と共に生石灰増加による粉率低減効果が大きくなる。

（撹拌時間）
一般的に、撹拌時間が増加することで、生石灰等のバインダーが原料に均一に混ざり易くなるため、撹拌時間が増加すると共に、造粒性は向上する傾向となる。
しかしながら、撹拌時間増加による微粉低減効果は、原料中の微粉量が少ない場合、造粒物の粉化が抑制されるため、撹拌時間の増加に伴うバインダーの均一分散による微粉同士の付着力向上の影響が小さくなり、一方、微粉量が多い場合、微粉同士の付着力が密接に粉率に影響することになる。
従って、焼結原料中の５００μｍアンダーの割合が増加すると、撹拌時間の増加に伴うバインダーの均一分散による微粉同士の付着力向上の効果がより顕著に発揮され、図１の◆印に示すように、５００μｍアンダーの割合の増加と共に撹拌時間の増加による粉率低減効果が大きくなる。

（撹拌速度）
一般的に、撹拌時間と同様、撹拌速度を増加することで、生石灰等のバインダーが原料に均一に混ざり易くなるため、撹拌速度が増加すると共に、造粒性は向上する傾向となる。
しかしながら、撹拌速度増加による微粉低減効果は、原料中の微粉量が少ない場合、造粒物の粉化が抑制されるため、撹拌速度の増加に伴うバインダーの均一分散による微粉同士の付着力向上の影響が小さくなり、一方、微粉量が多い場合、微粉同士の付着力が密接に粉率に影響することになる。
従って、焼結原料中の５００μｍアンダーの割合が増加すると、撹拌速度の増加に伴うバインダーの均一分散による微粉同士の付着力向上の効果がより顕著に発揮され、図１の○印に示すように、５００μｍアンダーの割合の増加と共に撹拌時間の増加による粉率低減効果が大きくなる。

（有機分散剤）
一般的に、有機分散剤は、原料中に含まれる１０μｍアンダーの微粒子を分散させ、微粒子の固体架橋による微粉原料の造粒性向上や造粒物の強度向上に大きく寄与する。
従って、有機分散剤が増加するにつれて、造粒性は向上する傾向となる。
しかしながら、有機分散剤による微粉低減効果は、原料粒度の違いにより異なる。
近年増加傾向にある、劣質な鉄鉱石を選鉱処理して得られる難造粒性を有する微粉原料は、鉄鉱石の粉砕処理と水による比重選鉱処理を繰り返すことで、５００μｍアンダーの微粉は増加するものの、固体架橋により造粒性を向上させる１０μｍアンダーの微粒子は減少する。このため、５００μｍアンダーの微粉が少ない場合は、相対的に１０μｍアンダーの微粒子が多くなり、有機分散剤による微粒子分散効果（造粒性向上効果）が発揮されるが、５００μｍアンダーの微粉が多い場合は、相対的に１０μｍアンダーの微粒子が減少し、有機分散剤による微粒子分散効果が発揮されなくなる。
従って、図１の＊印に示すように、焼結原料中の５００μｍアンダーの割合が増加すると共に、有機分散剤の増加による粉率低減効果は小さくなる。

一般的に、焼結原料の造粒に関し、上記した核粒子型と無核粒子型の造粒物が形成される粒度を有する焼結原料の造粒方法については、種々の方法が議論されている。
しかし、核粒子型と無核粒子型との間の造粒物が形成される中間的な粒度を有する焼結原料の造粒方法については、議論されておらず、特に、鉄鉱石として５００μｍアンダーが５０質量％以上８０質量％以下の粒度の粉鉱石を用いる焼結原料については、どのように造粒を行えば効率的な造粒できるかが分かっていなかった。
また、造粒を行う焼結原料は、常に同じ粒度を有する焼結原料が使用されるものではなく、例えば、粉鉱石銘柄や原料配合の変更により、焼結原料の粒度が変更されている。

そこで、本発明者らは、上記した図１に示すように、種々の試験を行い、焼結原料中の粉鉱石の粒度を変更するに際し、鉄鉱石として５００μｍアンダーが５０質量％以上８０質量％以下の粒度の粉鉱石を用いる焼結原料の造粒性を向上できる焼結原料の事前処理方法に想到した。
即ち、生石灰と焼結原料とを撹拌機に装入して、水の存在下で撹拌する焼結原料の事前処理方法であり、鉄鉱石として５００μｍアンダーが５０質量％未満もしくは８０質量％超の粒度の粉鉱石を用いる焼結原料中の粉鉱石の粒度を、５００μｍアンダーが５０質量％以上８０質量％以下の粒度範囲に変更する際、あるいは、鉄鉱石として５００μｍアンダーが５０質量％以上８０質量％以下の粒度範囲にある粒度の粉鉱石を用いる焼結原料中の粉鉱石の粒度を、更にこの粒度範囲内で変更する際に、撹拌時における生石灰の添加量と水の量を、粒度変更前の焼結原料に対する設定値から変更する。
以下、詳しく説明する。

ここで、焼結原料中の粉鉱石の粒度の変更は、上記した粒度範囲外、即ち鉄鉱石として５００μｍアンダーが５０質量％未満もしくは８０質量％超の粒度の粉鉱石を用いる焼結原料中の粉鉱石の粒度を、上記した粒度範囲に変更する場合がある。なお、焼結原料中の粉鉱石の５００μｍアンダーが５０質量％未満の場合、その下限は０質量％でもよく、また、８０質量％超の場合、その上限は１００質量％でもよい。
また、上記した粒度範囲にある粒度の粉鉱石を用いる焼結原料中の粉鉱石の粒度を、更にこの粒度範囲内で変更する場合もある。この変更は、粉率の変化が顕著に現れる場合、例えば、５００μｍアンダーの割合が５質量％以上変動した場合に行う（５００μｍアンダーの割合が、例えば、５５質量％から５０質量％又は６０質量％へ、また７０質量％から６５質量％又は７５質量％へ、減少又は増加した場合に行う）。

なお、焼結原料中の粉鉱石の粒度の変更は、例えば、以下の状況の場合に行う。
・現在使用中の焼結原料中の粉鉱石の銘柄Ａを、銘柄Ｂに変更する場合。
・焼結原料として使用する複数の鉱石種の配合比率を変更する場合。
・操業時の自然変動で、焼結原料中の粉鉱石の粒度が±数質量％程度変動（粉率が変動）する場合。
そして、設定値の変更は、上記したように、焼結原料中の粉鉱石の粒度を変更する際に行うが、遅くとも、次の粒度変更（例えば、配合変更）までに行えばよい。具体的には、焼結原料中の粉鉱石の粒度の変更直後や、粒度の変更をした後に、設定値を変更すればよいが、粉率が部分的に悪化しないように（粉率が連続的に安定するように）、安全代を考慮して、粒度の変更直前や、その手前で、設定値を変更することもできる。
なお、設定値の変更は、造粒性を改善できるように、設定値を上昇させることは勿論であるが、造粒性が悪化しない範囲内で、設定値を低下させることもできる。この設定値の変更は、上記した図１の試験条件で示した各因子の範囲内で、それぞれできる。

上記した設定値の変更対象は、図１に示す結果から、焼結原料中の粉鉱石の５００μｍアンダーが５０質量％以上８０質量％以下の範囲において、粉率低減効果が他の因子よりも大きな因子、即ち撹拌時における生石灰の添加量と水の量（最終的に得られる造粒物中の全水分量）である。この変更対象は、少なくとも生石灰の添加量と水の量が含まれていれば、特に限定されるものではなく、有機分散剤、撹拌時間、撹拌速度のいずれか１又は２以上を、更に変更対象にすることもできる。
なお、使用する撹拌機は、撹拌速度（撹拌羽根の周速）を１ｍ／秒以上にできるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、前記した万能ミキサーの他に、従来公知のアイリッヒミキサー、レディゲミキサー、パドルミキサー等を使用できる。この撹拌速度の上限値は、世の中で一般的に使用されている撹拌機を考慮すれば、例えば、３５ｍ／秒程度である。また、撹拌羽根の直径は、０．１〜１．５ｍ程度である。

また、焼結原料中の粉鉱石は、更に、１０μｍアンダーが５質量％以下の粒度である難造粒性を示す微粉原料（難造粒性微粉原料）であることが、本発明の効果がより顕著になる観点から好ましい。なお、１０μｍアンダーの下限値を規定していないのは０質量％でもよいためである。
この難造粒性微粉原料が、通常の鉄鉱石と異なる点は、１０μｍアンダーが５質量％以下であることからも明らかなように、１０μｍアンダーの微粒子が極めて少ない点であり、例えば、鉄鉱石の粉砕処理と水による比重選鉱処理を繰り返すことで、この特徴が得られる。
上記した粒度構成、即ち１０μｍオーバーかつ５００μｍアンダー程度に揃った難造粒性微粉原料を造粒すると、隣接する原料粒子の間に空間が形成される。

しかし、難造粒性微粉原料中には、この空間を充填する１０μｍアンダーの微粒子が極めて少ないため、難造粒性微粉原料は空間を内包したまま造粒され、造粒物の強度が極めて低くなる。このため、例えセルロース等の粘着質のバインダーを用いて難造粒性微粉原料を造粒し、隣接する難造粒性微粉原料の粒子同士を粘着できたとしても、造粒物内部には空間が残留するため、造粒物の強度を向上しにくい。
従って、上記した粒度構成を有する難造粒性微粉原料に、本発明の焼結原料の事前処理方法を適用することで、本発明の効果がより顕著になる。

上記した方法で、焼結原料中の粉鉱石の粒度を変更する際に、撹拌時における生石灰の添加量と水の量を、粒度変更前の焼結原料に対する設定値から変更して、造粒物を製造した後、この造粒物を焼結パレットに装入することで、焼結鉱を製造できる。

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
試験は、焼結原料にバインダー（生石灰、有機分散剤）を添加し、これを前記した万能ミキサーで撹拌した後、ドラムミキサーで造粒して行った。なお、各因子（水分量、生石灰量、撹拌時間、撹拌速度、有機分散剤量）の量の算出方法は、前記した図１と同様の方法で行い、また、造粒時の条件は、前記した図１の条件と同一とした。
評価は、前記した５００μｍアンダーの割合を粉率（質量％）と定義して行った。

まず、鉄鉱石として５００μｍアンダーが４０質量％（５０質量％未満）の粒度の粉鉱石を用いる焼結原料中の粉鉱石の粒度を、５０質量％以上８０質量％以下の粒度範囲である６０質量％に変更した場合の試験条件と試験結果を、表２及び図２（Ａ）に示す。なお、この焼結原料中の粉鉱石は、１０μｍアンダーを５質量％超有している。

表２及び図２（Ａ）に示すように、焼結原料中の粉鉱石の５００μｍアンダーの割合が４０質量％の粉率は、１５質量％であった（ベース１）が、５００μｍアンダーの割合を６０質量％まで増加させると、粉率が３０質量％まで増加した（ベース２）。
そこで、生石灰の添加量を０．５質量％から１質量％へ、水の量を９質量％から９．５質量％へ、それぞれ増加（変更）したところ、粉率が２５．６質量％まで低下した（実施例１）。一方、生石灰の添加量のみを増加した場合（比較例１）と、生石灰及び有機分散剤の添加量を増加した場合（比較例２）の粉率は、それぞれ２７．４質量％、２５．９質量％まで低下したが、実施例１よりも低下量が小さかった。

また、鉄鉱石として５００μｍアンダーが９０質量％（８０質量％超）の粒度の粉鉱石を用いる焼結原料中の粉鉱石の粒度を、５０質量％以上８０質量％以下の粒度範囲である７０質量％に変更した場合の試験条件と試験結果を、表３及び図２（Ｂ）に示す。なお、この焼結原料中の粉鉱石は、１０μｍアンダーを５質量％超有している。

表３及び図２（Ｂ）に示すように、焼結原料中の粉鉱石の５００μｍアンダーの割合が９０質量％の粉率は、７０質量％であった（ベース３）が、５００μｍアンダーの割合を７０質量％まで低減させると、粉率が４５質量％まで低下した（ベース４）。
そこで、生石灰の添加量を１．５質量％から３質量％へ、水の量を９．５質量％から１１質量％へ、それぞれ増加（変更）したところ、粉率が２８．８質量％まで更に低下した（実施例２）。一方、生石灰の添加量のみを増加した場合（比較例３）と、生石灰及び有機分散剤の添加量を増加した場合（比較例４）の粉率は、それぞれ３３．６質量％、２９．８質量％まで低下したが、実施例２よりも低下量が小さかった。

次に、鉄鉱石として５００μｍアンダーが５０質量％以上８０質量％以下の粒度範囲（５０質量％）にある粒度の粉鉱石を用いる焼結原料中の粉鉱石の粒度を、更にこの粒度範囲内である８０質量％に変更（増加）した場合の試験条件と試験結果を、表４及び図３（Ａ）に示す。なお、この焼結原料中の粉鉱石は、１０μｍアンダーを５質量％超有している。

表４及び図３（Ａ）に示すように、焼結原料中の粉鉱石の５００μｍアンダーの割合が５０質量％の粉率は、２０質量％であった（ベース５）が、５００μｍアンダーの割合を８０質量％まで増加させると、粉率が６０質量％まで増加した（ベース６）。
そこで、生石灰の添加量を０．５質量％から２質量％へ、水の量を９質量％から１０．５質量％へ、それぞれ増加（変更）したところ、粉率が４８．４質量％まで低下した（実施例３）。一方、生石灰の添加量のみを増加した場合（比較例５）と、生石灰及び有機分散剤の添加量を増加した場合（比較例６）の粉率は、それぞれ５１．３質量％、４９．２質量％まで低下したが、実施例３よりも低下量が小さかった。

また、鉄鉱石として５００μｍアンダーが５０質量％以上８０質量％以下の粒度範囲（８０質量％）にある粒度の粉鉱石を用いる焼結原料中の粉鉱石の粒度を、更にこの粒度範囲内である６０質量％に変更（減少）した場合の試験条件と試験結果を、表５及び図３（Ｂ）に示す。なお、この焼結原料中の粉鉱石は、１０μｍアンダーを５質量％超有している。

表５及び図３（Ｂ）に示すように、焼結原料中の粉鉱石の５００μｍアンダーの割合が８０質量％の粉率は、６０質量％であった（ベース６）が、５００μｍアンダーを６０質量％まで低減させると、粉率が３０質量％まで低下した（ベース２）。
そこで、生石灰の添加量を０．５質量％から１質量％へ、水の量を９質量％から９．５質量％へ、それぞれ増加（変更）したところ、粉率が２５．６質量％まで更に低下した（実施例１）。一方、生石灰の添加量のみを増加した場合（比較例１）と、生石灰及び有機分散剤の添加量を増加した場合（比較例２）の粉率は、それぞれ２７．４質量％、２５．９質量％まで低下したが、実施例１よりも低下量が小さかった。

最後に、焼結原料中の粉鉱石が、１０μｍアンダーを５質量％以下有している場合について、鉄鉱石として５００μｍアンダーが５０質量％以上８０質量％以下の粒度範囲（５０質量％）にある粒度の粉鉱石を用いる焼結原料中の粉鉱石の粒度を、更にこの粒度範囲内である８０質量％に変更（増加）した場合の試験条件と試験結果を、表６及び図４（Ｂ）に示す。なお、この焼結原料中の粉鉱石は、難造粒性微粉原料であり、比較のため、図４（Ａ）に、焼結原料中の粉鉱石が、１０μｍアンダーを５質量％超有している場合の結果（図３（Ａ）と同じ）を示している。

表６及び図４（Ｂ）に示すように、焼結原料中の粉鉱石の５００μｍアンダーが５０質量％の粉率は、２２質量％であった（ベース７）が、５００μｍアンダーを８０質量％まで増加させると、粉率が７９．８質量％まで増加した（ベース８）。
つまり、ベース８では、ほとんど造粒できていないことが分かった。
そこで、生石灰の添加量を０．５質量％から２質量％へ、水の量を９質量％から１０．５質量％へ、それぞれ増加（変更）したところ、粉率が５１．９質量％まで低下した（実施例４）。一方、生石灰の添加量のみを増加した場合（比較例７）と、生石灰及び有機分散剤の添加量を増加した場合（比較例８）の粉率は、それぞれ６７．６質量％、６３．８質量％まで低下したが、実施例４よりも低下量が小さかった。なお、比較例７では、造粒できない場合もあった（粉率のバラツキ（偏差：図４（Ｂ）に「Ｉ」で示すエラーバー）の上端が７９．８）。

以上のことから、本発明の焼結原料の事前処理方法により、焼結原料中の粉鉱石の粒度を変更する際に、造粒性の改善に寄与する因子として生石灰と水分を選択し、その設定値を変更することで、焼結鉱の製造時における造粒性を効率的に改善できることを確認できた。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の焼結原料の事前処理方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。

Claims (2)

1. 生石灰と焼結原料とを撹拌機に装入して、水の存在下で撹拌する焼結原料の事前処理方法において、
   鉄鉱石として５００μｍアンダーが５０質量％未満もしくは８０質量％超の粒度の粉鉱石を用いる前記焼結原料中の粉鉱石の粒度を、５００μｍアンダーが５０質量％以上８０質量％以下の粒度範囲に変更する際、あるいは、鉄鉱石として前記粒度範囲にある粒度の粉鉱石を用いる前記焼結原料中の粉鉱石の粒度を、更に前記粒度範囲内で変更する際に、
   撹拌羽根の直径が０．１〜１．５ｍである前記撹拌機を使用し、前記撹拌羽根の周速を１ｍ／秒以上として、撹拌時における前記生石灰の添加量と前記水の量を、粒度変更前の前記焼結原料に対する設定値から変更することを特徴とする焼結原料の事前処理方法。
2. 請求項１記載の焼結原料の事前処理方法において、前記焼結原料中の粉鉱石は、１０μｍアンダーが５質量％以下であることを特徴とする焼結原料の事前処理方法。

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