JP7460041B1

JP7460041B1 - 焼結鉱の製造方法

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Publication number: JP7460041B1
Application number: JP2024501583A
Authority: JP
Inventors: 渉宮村; 隆英樋口; 友司岩見
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2023-01-26
Filing date: 2023-11-09
Publication date: 2024-04-02
Anticipated expiration: 2043-11-09

Abstract

ピソライト鉱石の代替としてマラマンバ鉱石を焼結原料に含めた場合であっても、焼結鉱の製造における生産率を維持できる焼結鉱の製造方法を提供する。鉄含有量が５８．０質量％以上、結晶水含有量が４．００質量％以上９．００質量％未満、Ａｌ２Ｏ３含有量が２．００質量％以上、ＳｉＯ２含有量が５．０質量％未満である鉄鉱石を全鉄鉱石において３０．０質量％以上含ませると共に、当該全鉄鉱石を含む焼結原料から焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、前記焼結鉱のＳｉＯ２含有量が５．５０～６．００質量％、ＣａＯ含有量が１１．０～１２．０質量％となるように、前記焼結原料の配合を調整する。

Description

本発明は、鉄鉱石を含む焼結原料から焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法に関する。

高炉製銑法の原料である焼結鉱は、粉体を含む鉄鉱石、石灰石等の副原料、コークス等の炭材等を含む焼結原料を焼結することにより製造される。原料である鉄鉱石には、成分や粒度の異なる多様な銘柄が存在し、複数の銘柄の鉄鉱石を配合して焼結原料とする。

我が国で使用されている鉄鉱石は、南米産のヘマタイト鉱石及びマグネタイト鉱石、豪州産のヘマタイト鉱石、ピソライト鉱石及びマラマンバ鉱石に大別される。南米産の鉱石はＦｅ含有量が多く高品位であるが、産地が遠隔地であり輸送費の面で問題がある。豪州産の鉱石は１９８０年代から生産量が大幅に増加しており、我が国の鉄鉱石の主原料として利用されてきた。２０００年代以降、豪州産ヘマタイト鉱石が枯渇に向かうに伴い、豪州産ピソライト鉱石の使用が拡大した。以来、我が国では豪州産ピソライト鉱石が広く鉄鉱石として使用されている。近年、豪州産ピソライト鉱石も枯渇に向かっており、将来の主要な鉄鉱石としてマラマンバ鉱石が注目されている。今後、我が国で使用される豪州産ピソライト鉱石は、マラマンバ鉱石に代替されていくことが予想される。各種の鉄鉱石の性状及び組成について、表１に示す。

表１に示す通り、マラマンバ鉱石は、ピソライト鉱石に比べて、直径が０．１５ｍｍ以下の微粉の含有量が多い。マラマンバ鉱石は、ピソライト鉱石に比べて、アルミナ含有量（Ａｌ_２Ｏ_３含有量）が多く、シリカ含有量（ＳｉＯ_２含有量）が少ない。これを踏まえ、マラマンバ鉱石の使用による微粉含有量の増加に対応するため、マラマンバ鉱石を使用した焼結原料の焼結においては、焼結プロセスにおける焼結原料の通気性向上を指向した開発が行われてきた。

特許文献１には、全鉄鉱石に占めるマラマンバ鉱石の配合率を７０％以下とすることで、マラマンバ鉱石の粒度に起因した問題を防止する方法が開示されている。特許文献１によれば、マラマンバ鉱石の配合率を制限することで、粒径０．２５ｍｍ以下の細粒の鉱石の割合を制限し、生産性への影響を抑制できるとしている。

特許文献２には、マラマンバ鉱石を用いない場合の焼結原料の配合を基準とし、ブラジル産ペレットフィードの配合率を、基準の焼結原料の配合に対するマラマンバ鉱石の配合率の増加率に対して３０％以上減少させる焼結鉱の製造方法が開示されている。特許文献２によれば、マラマンバ鉱石を使用する際に、造粒性に乏しいブラジル産ペレットフィードの配合率を減じることで、造粒性を改善し、良好な成品歩留まり、焼結鉱品質、生産性を維持できるとしている。

特許文献３には、マラマンバ鉱石にピソライト鉱石を添加して、ＳｉＯ_２が３．０～５．０質量％、０．５ｍｍ以下の微粉含有量が３０質量％未満とした配合物に、水分を５～１０質量％添加して高速撹拌混合機で混合造粒し、固体燃料とその他鉱石を添加し、再度混合造粒したのち焼結する焼結鉱の製造方法が開示されている。マラマンバ鉱石に多孔質なピソライト鉱石を添加し、適量の水分を加えて高速撹拌混合機で混合造粒することで、ピソライト鉱石の開気孔内にマラマンバ鉱石の微粉の一部が付着し、微粉の少ない混合造粒物が得られる。その結果、擬似粒子径や擬似粒子強度が改善し、焼結過程での通気性が向上して生産率や成品歩留が向上することが開示されている。

特許第５００４４２１号公報特許第４７８６０２２号公報特開２００４―１３７５７５号公報

マラマンバ鉱石は、ピソライト鉱石と比べてＳｉＯ_２含有量が少なく、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が多く、微粉含有量が多い。また、焼結鉱が用いられる高炉プロセスにおいては、生成されるスラグの塩基度を制御する必要があるため、焼結鉱の塩基度も一定の範囲内に保つ必要がある。このため、焼結原料においては、ＳｉＯ_２含有量の減少に伴い、ＣａＯ含有量も減少する。従って、マラマンバ鉱石によるピソライト鉱石の代替が進むにつれ、焼結原料におけるＳｉＯ_２含有量及びＣａＯ含有量の減少、Ａｌ_２Ｏ_３含有量の増加及び微粉含有量の増加が進む。また、微粉含有量が増加した場合、焼結プロセスにおける焼結原料の通気性が低下し、焼結速度の低下や生産率の低下を招く。そのため、特許文献１～３に開示される通り、造粒の強化やマラマンバ鉱石の使用量を制限することで、マラマンバ鉱石を使用して良好な通気性や生産性を得る方法が開発されてきた。

他方、特許文献１～３において、マラマンバ鉱石とピソライト鉱石との化学組成の相違による焼結プロセス及び焼結鉱への影響については考慮されていない。特に、マラマンバ鉱石を使用する際に、ＳｉＯ_２含有量やＣａＯ含有量、Ａｌ_２Ｏ_３含有量をどの程度にすれば、高強度な焼結鉱を良好な生産性にて得られるか、検討がなされていない。

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたもので、ピソライト鉱石の代替としてマラマンバ鉱石を焼結原料に含めた場合であっても、焼結鉱の製造における生産率を維持できる焼結鉱の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の要旨構成は以下のとおりである。
［１］鉄含有量が５８．０質量％以上、結晶水含有量が４．００質量％以上９．００質量％未満、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が２．００質量％以上、ＳｉＯ_２含有量が５．０質量％未満である鉄鉱石を全鉄鉱石において３０．０質量％以上含ませると共に、当該全鉄鉱石を含む焼結原料から焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、前記焼結鉱のＳｉＯ_２含有量が５．５０～６．００質量％、ＣａＯ含有量が１１．０～１２．０質量％となるように、前記焼結原料の配合を調整する、焼結鉱の製造方法。
［２］前記焼結原料の配合の調整では、珪石を前記焼結原料に含むように調整する、［１］に記載の焼結鉱の製造方法。
［３］前記焼結原料の配合の調整では、前記焼結鉱のＡｌ_２Ｏ_３含有量が１．９質量％以下となるように調整する、［１］または［２］に記載の焼結鉱の製造方法。
［４］前記焼結原料の配合の調整では、鉄含有量が６４．０質量％以上、結晶水含有量が１．００質量％未満、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が０．５０質量％未満である鉄鉱石を、前記全鉄鉱石において５．０質量％以上含むように調整する、［３］に記載の焼結鉱の製造方法。
［５］前記焼結原料の配合の調整では、鉄含有量が６０．０質量％以上、結晶水含有量が４．００質量％未満、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が１．５０質量％未満、ＳｉＯ_２含有量が４．５質量％以上５．０質量％未満である鉄鉱石を、前記全鉄鉱石において５５．０質量％以上含むように調整する、［３］に記載の焼結鉱の製造方法。
［６］前記焼結原料の配合の調整では、前記全鉄鉱石における０．５ｍｍ未満の粒子の割合が４０．０質量％以下となるように調整する、［５］に記載の焼結鉱の製造方法。

本発明によれば、ピソライト鉱石の代替としてマラマンバ鉱石を焼結原料に含めた場合であっても、焼結鉱の製造における生産率を維持できる。

図１は、試験１及び２における生産率、歩留及び焼結速度の結果を示す図である。図２は、試験３及び４における生産率、歩留及び焼結速度の結果を示す図である。図３は、試験５及び６における生産率、歩留及び焼結速度の結果を示す図である。図４は、試験３、４、７及び８における生産率、歩留、焼結速度及び強度の結果を示す図である。

以下、本発明の実施形態を通じて本発明を説明する。

本実施形態では、焼結鉱の製造に使用される焼結原料に関し、焼結原料に含める鉄鉱石として従来から使用されていたピソライト鉱石の代替として、マラマンバ鉱石を使用する。マラマンバ鉱石は、ピソライト鉱石を代替するのに十分な量として、焼結原料に含まれる全鉄鉱石において３０．０質量％以上含める。

焼結鉱の製造に使用されるマラマンバ鉱石について、表２を用いて、各組成の含有量、微粉含有量、結晶水含有量を説明する。表２は、焼結鉱の製造に使用される各種の鉄鉱石における各成分の含有量、微粉含有量、結晶水含有量も示す。

マラマンバ鉱石は、表２に示す通り、鉄含有量（Ｔ．Ｆｅ）が５８．０質量％以上、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が２．００質量％以上、ＳｉＯ_２含有量が５．０質量％未満の組成を有する。マラマンバ鉱石の結晶水含有量（ＬＯＩ）は、４．００質量％以上９．００質量％未満である。

そして、マラマンバ鉱石を３０．０質量％以上含む全鉄鉱石を焼結原料に含ませると共に、焼結後の焼結鉱の組成について、ＳｉＯ_２含有量が５．５０～６．００質量％、ＣａＯ含有量が１１．０～１２．０質量％となるように、焼結原料の調整を行う。具体的に、焼結原料の調整では、ＳｉＯ_２含有量の多い副原料を焼結原料に含める、又は、ＳｉＯ_２含有量の多い副原料を焼結原料に含めると共にマラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＳｉＯ_２含有量の多い鉄鉱石をマラマンバ鉱石と併用するように焼結原料の配合を調整する。

マラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＳｉＯ_２含有量の多い鉄鉱石として、例えば、表２に示す各種の鉄鉱石のうち、ＳｉＯ_２含有量の多い鉱石Ｆを用いてもよい。また、ＳｉＯ_２含有量の多い副原料として、例えば、珪石等を用いてもよい。即ち、焼結原料の調整では、ＳｉＯ_２含有量の多い珪石等を副原料として焼結原料に含める、又は、ＳｉＯ_２含有量の多い副原料を焼結原料に含めると共にマラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＳｉＯ_２含有量の多い鉱石をマラマンバ鉱石と併用するように焼結原料の配合を調整してもよい。

これにより、マラマンバ鉱石の使用に伴う焼結原料のＳｉＯ_２含有量の減少を補填できるので、ＣａＯ含有量を低下させずとも塩基度を一定に保つことができ、ＣａＯ含有量の低下が抑制される。この結果、焼結時において焼結原料内に十分な融液が生成され、焼結鉱の歩留の低下が抑制されて、１．５ｔ/ｈ・ｍ^２以上の良い生産率が得られる。

また、焼結鉱の組成について、ＳｉＯ_２含有量が５．５０～６．００質量％、ＣａＯ含有量が１１．０～１２．０質量％となるように焼結原料の調整を行った後、Ａｌ_２Ｏ_３が１．９質量％以下となるように、焼結原料の配合の調整を更に行ってもよい。

具体的に、焼結原料の調整では、マラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＡｌ_２Ｏ_３含有量の少ない鉄鉱石をマラマンバ鉱石と併用してもよい。この場合、マラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＡｌ_２Ｏ_３含有量の少ない鉄鉱石を、全鉄鉱石において５．０質量％以上含むように更に調整してもよい。

マラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＡｌ_２Ｏ_３含有量が少なく、マラマンバ鉱石と併用し得る鉄鉱石として、例えば、表２に示す各種の鉄鉱石のうち、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が少ない低アルミナ微粉鉱石Ｇを用いてもよい。つまり、焼結原料の調整では、マラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＡｌ_２Ｏ_３含有量の少ない低アルミナ微粉鉱石Ｇをマラマンバ鉱石と併用してもよい。そして、マラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＡｌ_２Ｏ_３含有量の少ない低アルミナ微粉鉱石Ｇを、全鉄鉱石において５．０質量％以上含むように更に調整してもよい。低アルミナ微粉鉱石Ｇの組成は、表２に示す通り、鉄含有量が６４．０質量％以上、結晶水含有量が１．００質量％未満、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が０．５０質量％未満である。

また、焼結原料の調整では、マラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＡｌ_２Ｏ_３含有量の少ない鉄鉱石について、全鉄鉱石における配合率を増加する増配をしてもよい。この場合、マラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＡｌ_２Ｏ_３含有量の少ない鉄鉱石を、全鉄鉱石において５５．０質量％以上含むように調整してもよい。

マラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＡｌ_２Ｏ_３含有量が少なく、全鉄鉱石における配合率を増配し得る鉄鉱石として、例えば、表２に示す各種の鉄鉱石のうち、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が少ない鉱石Ｅを用いてもよい。つまり、焼結原料の調整では、マラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＡｌ_２Ｏ_３含有量の少ない鉱石Ｅを、全鉄鉱石における配合率を増加する増配をしてもよい。そして、マラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＡｌ_２Ｏ_３含有量の少ない鉱石Ｅを、全鉄鉱石において５５．０質量％以上含むように更に調整してもよい。鉱石Ｅの組成は、表２に示す通り、鉄含有量が６０．０質量％以上、結晶水含有量が４．００質量％未満、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が１．５０質量％未満、ＳｉＯ_２含有量が４．５質量％以上５．０質量％未満である。

このように、マラマンバ鉱石やピソライト鉱石よりもＡｌ_２Ｏ_３含有量が少ない鉄鉱石の併用又は増配により、マラマンバ鉱石の使用に伴う焼結原料のＡｌ_２Ｏ_３含有量の増加を抑制できる。その結果、焼結時において焼結原料内に生成される融液の融点の上昇が抑制されて、焼結原料の流動性が増して固体粒子の合体が促進され、焼結鉱の強度が向上する。具体的に、焼結鉱のシャッター強度を７５％以上とすることができる。

また、焼結鉱の組成について、ＳｉＯ_２含有量が５．５０～６．００質量％、ＣａＯ含有量が１１．０～１２．０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３が１．９質量％以下となるように焼結原料の調整を行うと共に、全鉄鉱石において０．５ｍｍ未満の粒子の割合が４０．０質量％以下となるように、焼結原料における全鉄鉱石を調整してもよい。

このように、焼結原料において、全鉄鉱石における０．５ｍｍ未満の粒子の割合が４０．０質量％以下となるように調整することで、焼結時における焼結原料層の通気性が向上し、焼結プロセスの促進の効果により、焼結鉱の生産率が更に向上する。具体的に、焼結鉱の生産率を１．７ｔ/（ｈ・ｍ^２）以上とすることができる。

以下、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法を用いて行った実施例を説明する。

各種の鉄鉱石と、石灰石又は珪石等を含む副原料と、コークス等の炭材とを含む焼結原料に、数パーセントの水分を添加し、混合及び造粒して擬似粒化した焼結原料を得た。擬似粒化した焼結原料について、直径が３００ｍｍ、高さが４００ｍｍである円筒型焼結試験鍋を用いて焼結試験を行った。円筒型焼結試験鍋の内部の火格子上に、床敷として焼結鉱を２０ｍｍ充填し、その上に擬似粒化した焼結原料を焼結原料層として充填した。充填した焼結原料層について、上方に含まれる炭材に着火させると共に、下方に向けて空気を吸引しながら、炭材の燃焼を下方に進行させ、炭材の燃焼熱により焼結原料層を焼結させて焼結ケーキを得た。

実施例においては、焼結の開始から燃焼排ガスの温度が最大値を示すまでに要した時間を焼結時間とした。また、円筒型焼結試験鍋の高さを焼結時間で除した値を焼結速度（ｍｍ／ｍｉｎ）とした。そして、焼結の完了後に、焼結ケーキを円筒型焼結試験鍋から取り出して、２ｍの高さより４回落下させた後に、５ｍｍ篩上の焼結ケーキの重量を秤量し、落下前の焼結ケーキの重量に占める５ｍｍ篩上の焼結ケーキの重量の割合を歩留（質量％）とした。更に、得られた５ｍｍ篩上の焼結ケーキの重量について、焼結時間および試験鍋底面積で除した値を生産率（ｔ／（ｈ・ｍ^２））とした。焼結鉱の強度（％）は、「ＪＩＳＭ８７１１鉄鉱石焼結鉱－落下強度試験方法」の落下強度指数（ＳＩ）に基づいて測定した。焼結試験を行った焼結原料を表３に示す。

焼結試験を行った焼結原料は、表３に示す通り、比較例である試験１～３及び試験５、発明例である試験４、６～８についての合計８つの焼結原料を用いて実施した。焼結原料は、焼結後に表３に示す焼結鉱組成として示す値となるように、表３に示す原料配合率に基づいて調整した。そして、混合、調湿、造粒することで擬似粒化した焼結原料を焼結原料層として充填し、炭材の燃焼熱により焼結して焼結鉱とした。なお、試験１～試験８の焼結原料は、表３に示す吸引圧力（ｋＰａ）に基づいて焼結原料層の下方から空気を吸引して焼結を行った。

＜実施例１＞比較例である試験１及び試験２の実施結果を図１に示す。試験１は、焼結原料における鉄鉱石にピソライト鉱石を用いた比較例である。試験２では、焼結原料における鉄鉱石にマラマンバ鉱石を用いた。即ち、試験２は、試験１におけるピソライト鉱石の代替として、マラマンバ鉱石を用いた比較例である。

表３に示す通り、試験１におけるＳｉＯ_２含有量（５．９９質量％）に比べて、試験２におけるＳｉＯ_２含有量は、５．２７質量％となった。また、試験１におけるＣａＯ含有量（１１．４質量％）に比べて、試験２におけるＣａＯ含有量は、９．９質量％となった。これに伴い、図１に示す通り、試験２は、試験１に比べて歩留が低下すると共に生産率も低下した。具体的に、試験１における生産率（１．３６ｔ／（ｈ・ｍ^２））に比べて、試験２における生産率は、１．２８ｔ／（ｈ・ｍ^２）となった。これは、焼結原料中のＳｉＯ_２含有量及びＣａＯ含有量が減少し、焼結時に生成する融液が減少することで、歩留が低下したことによる。

＜実施例２＞次に、比較例である試験３及び発明例である試験４の実施結果を図２に示す。試験３は、焼結原料における鉄鉱石にピソライト鉱石を用いた実施結果を示す。試験４は、焼結原料における鉄鉱石にマラマンバ鉱石を用いた実施結果を示す。試験４では、マラマンバ鉱石を用いることに伴う焼結原料中のＳｉＯ_２含有量の低下を抑制するため、更に副原料としてＳｉＯ_２含有量の多い珪石を焼結原料に含めた。即ち、試験４は、焼結原料における鉄鉱石にマラマンバ鉱石を使用し、焼結後の焼結鉱の組成のうち、ＳｉＯ_２が５．８０質量％、ＣａＯが１１．０質量％となるように、焼結原料の調整を行った発明例である。試験３は、試験４におけるマラマンバ鉱石及び珪石の使用に関する調整を除き、試験４と同様の条件にて試験を行った。

表３に示す通り、試験３におけるＳｉＯ_２含有量（５．８０質量％）に比べて、試験４におけるＳｉＯ_２含有量は、５．８０質量％となった。また、試験３におけるＣａＯ含有量（１１．０質量％）に比べて、試験４におけるＣａＯ含有量は、１１．０質量％となった。この結果、図２に示す通り、試験４では、試験３に対して、試験２の実施結果で確認されたような歩留の低下を起こすことなく、１．６２ｔ／（ｈ・ｍ^２）の良好な生産率を得られた。

＜実施例３＞次に、比較例である試験５及び発明例である試験６の実施結果を図３に示す。試験５は、焼結原料における鉄鉱石にピソライト鉱石を用いた実施結果を示す。試験６は、焼結原料における鉄鉱石にマラマンバ鉱石を用いた実施結果を示す。試験６は、マラマンバ鉱石を用いることに伴う焼結原料中のＳｉＯ_２含有量の低下を抑制するため、更に副原料としてＳｉＯ_２含有量の多い珪石を焼結原料に含めると共に、ＳｉＯ_２含有量の多い鉱石Ｆ（表２参照）をマラマンバ鉱石と併用した実施結果を示す。即ち、試験６は、焼結原料における鉄鉱石にマラマンバ鉱石を使用し、焼結後の焼結鉱の組成のうち、ＳｉＯ_２が５．５９質量％、ＣａＯが１１．２質量％となるように、焼結原料の調整を行った発明例である。試験５は、試験６におけるマラマンバ鉱石、珪石及び鉱石Ｆの使用に関する調整を除き、試験６と同様の条件にて試験を行った実施結果を示す。

表３に示す通り、試験５におけるＳｉＯ_２含有量（５．６０質量％）に比べて、試験６におけるＳｉＯ_２含有量は、５．５９質量％となった。また、試験５におけるＣａＯ含有量（１１．２質量％）に比べて、試験６におけるＣａＯ含有量は、１１．２質量％となった。この結果、図３に示す通り、試験６では、試験５に対して、歩留の低下を起こすことなく、１．５４ｔ／（ｈ・ｍ^２）の良好な生産率を得られた。

＜実施例４＞焼結鉱の強度（シャッター強度。以下、単に「強度」という。）に関し、試験３、試験４、発明例である試験７及び試験８の実施結果を図４に示す。図４において、試験３及び試験４は、図２に示した試験３及び試験４と同一の焼結原料を用いて行った試験である。

図４に示す通り、試験４は、焼結鉱の強度が７１．２％となっており、鉄鉱石にピソライト鉱石を用いた試験３における焼結鉱の強度（７４．４％）よりも低かった。これは、試験４におけるＡｌ_２Ｏ_３含有量（２．０６質量％）が、試験３におけるＡｌ_２Ｏ_３含有量（１．９１質量％）よりも多いことが原因といえる。つまり、焼結原料中のＡｌ_２Ｏ_３含有量が増加した結果、焼結過程において生成する融液の融点が上昇することで、流動性が低下し、固体粒子の合体が阻害されることで、強度の低下が生じたといえる。このため、焼結原料に含まれる鉄鉱石にマラマンバ鉱石を使用しつつ、高強度な焼結鉱を得るためには、Ａｌ_２Ｏ_３含有量を制限することが好ましいことがわかる。

試験７では、マラマンバ鉱石を用いることに伴う焼結原料中のＡｌ_２Ｏ_３含有量の増加を抑制するため、Ａｌ_２Ｏ_３含有量の少ない低アルミナ微粉鉱石Ｇ（表２参照）をマラマンバ鉱石と併用した。即ち、試験７は、焼結原料における鉄鉱石にマラマンバ鉱石を使用すると共に副原料として珪石を併用しつつ、焼結後の焼結鉱の組成のうち、ＳｉＯ_２が５．８０質量％、ＣａＯが１１．０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３が１．９０質量％となるように、焼結原料の調整を行った発明例である。

試験８では、マラマンバ鉱石を用いることに伴う焼結原料中のＡｌ_２Ｏ_３含有量の増加を抑制するため、Ａｌ_２Ｏ_３含有量の少ない鉱石Ｅ（表２参照）を焼結原料中において配合量を増加させる増配をした。即ち、試験８は、焼結原料における鉄鉱石にマラマンバ鉱石を使用すると共に副原料として珪石を併用しつつ、焼結後の焼結鉱の組成のうち、ＳｉＯ_２が５．８０質量％、ＣａＯが１１．０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３が１．８８質量％となるように、焼結原料の調整を行った発明例である。

図４において、試験７及び試験８は、試験７における低アルミナ微粉鉱石Ｇの使用及び試験８における鉱石Ｅの増配に関する調整を除き、試験３及び試験４と同様の条件にて試験を行った実施結果を示す。図４に示す通り、試験７及び試験８では、焼結鉱の強度が７５％以上となる良好な結果が得られた。また、試験７及び試験８では、歩留が７５％以上となる良好な結果も得られた。

特に試験７では、焼結鉱の強度が８０％以上となる高い強度を得ることができた。これは、Ａｌ_２Ｏ_３量を制限したことに加え、微粉鉱石による焼結原料層における通気阻害の影響から、焼結速度が低下したためといえる。試験８では、焼結鉱の強度が７５％以上となる良好な結果を得ることができた。これは、Ａｌ_２Ｏ_３含有量を制限することで、焼結時に生成する融液の融点の上昇を抑制し、強固な粒子結合を得られた結果、焼結鉱の強度が向上したためといえる。

ここで、図４に示す通り、試験７においては、同様の条件にて試験を行った試験３及び試験４と比べて、焼結速度が遅い結果となった。これは、試験７において鉄鉱石中に占める０．５ｍｍ未満の粒子（以下、「微粉」ともいう。）の割合が、４０質量％以上と多い（表３参照）ことが原因といえる。即ち、焼結原料における全鉄鉱石に占める微粉の割合が４０質量％以上になると、焼結時の通気性が大きく低下し、焼結速度が低下することとなる。この結果から、焼結原料における全鉄鉱石に占める微粉の割合が４０質量％未満となるように調整することが好ましいことがわかる。これにより、焼結時の通気性が向上し、高強度な焼結鉱を高い生産率にて得ることができる。

このため、表３に示す通り、試験８では、焼結原料における全鉄鉱石に占める微粉の割合が４０質量％未満となるように調整した。この結果、試験８は、試験７に比べて焼結速度が速くなった。試験８は、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が１．９０質量％以下となっているため、焼結鉱の強度も良好な結果となった。また、試験８は、ＳｉＯ_２含有量が５．８０質量％、ＣａＯ含有量が１１．０質量％であるため、歩留も良好な結果となった。そして、焼結時において焼結原料層の融液量が増加し、固体粒子の強固な結合が得られたことに加え、全鉄鉱石中の微粉が減少して焼結速度が速くなった結果、高強度な焼結鉱を良好な焼結速度で得ることができ生産率が大きく向上した。具体的に、試験８では、７５％以上の高強度な焼結鉱を１．７ｔ／（ｈ・ｍ^２）以上という高い生産率にて得ることができた。

Claims

鉄含有量が５８．０質量％以上、結晶水含有量が４．００質量％以上９．００質量％未満、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が２．００質量％以上、ＳｉＯ_２含有量が５．０質量％未満である鉄鉱石を全鉄鉱石において３０．０質量％以上含ませると共に、当該全鉄鉱石を含む焼結原料から焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、
前記焼結鉱のＳｉＯ_２含有量が５．５０～６．００質量％、ＣａＯ含有量が１１．０～１２．０質量％となるように、前記焼結原料の配合を調整する、焼結鉱の製造方法。
前記焼結原料の配合の調整では、珪石を前記焼結原料に含むように調整する、請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
前記焼結原料の配合の調整では、前記焼結鉱のＡｌ_２Ｏ_３含有量が１．９質量％以下となるように調整する、請求項１または２に記載の焼結鉱の製造方法。
前記焼結原料の配合の調整では、鉄含有量が６４．０質量％以上、結晶水含有量が１．００質量％未満、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が０．５０質量％未満である鉄鉱石を、前記全鉄鉱石において５．０質量％以上含むように調整する、請求項３に記載の焼結鉱の製造方法。
前記焼結原料の配合の調整では、鉄含有量が６０．０質量％以上、結晶水含有量が４．００質量％未満、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が１．５０質量％未満、ＳｉＯ_２含有量が４．５質量％以上５．０質量％未満である鉄鉱石を、前記全鉄鉱石において５５．０質量％以上含むように調整する、請求項３に記載の焼結鉱の製造方法。
前記焼結原料の配合の調整では、前記全鉄鉱石における０．５ｍｍ未満の粒子の割合が４０．０質量％以下となるように調整する、請求項５に記載の焼結鉱の製造方法。