WO2001092588A1

WO2001092588A1 - Matiere premiere pour frittage sous forme de pseudograins et procede de production de ladite matiere

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Publication number: WO2001092588A1
Application number: PCT/JP2001/004163
Authority: WO
Inventors: Nobuyuki Oyama; Katsutoshi Igawa
Original assignee: Kawasaki Steel Corporation
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2001-12-06
Also published as: KR20020019567A; CN1198948C; TW574374B; BR0106705B1; KR100569518B1; BR0106705A; JP3656632B2; CN1386136A

Description

明細書

焼結用擬似粒子原料およびその製造方法

技術分野

本発明は、下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて高炉用焼結鉱を製造する際に用いる焼結用擬似粒子原料およびその製造方法に関するものである。背景技術

高炉用原料として用いられる焼結鉱は、一般的に次のような焼結原料の処理方法を経て製造されている。図 1 6に示すように、まず、粒径が 10mm以下の鉄鉱石、粒径が 10mm以下の珪石、蛇紋岩または、ニッケルスラグなどからなる Si0₂含有原料、粉状の CaO を含有する石灰石系粉原料および粉状のコークスまたは、無煙炭などの熱源となる固体燃料系粉原料をドラムミキサーを用いて、これに適当量の水分を添加して混合、造粒して擬似粒子と呼ばれる造粒物を形成する。

この造粒物からなる配合原料は、ドワイトロイド式焼結機のパレット上に適当な厚さ 500 〜700mm になるように装入して表層部の固体燃料に着火し、着火後は下方に向けて空気を吸引しながら固体燃料を燃焼させ、その燃焼熱によって配合した焼結原料を焼結させて焼結ケーキとする。この焼結ケーキは破砕、整粒され、一定の粒径以上の焼結鉱を得る一方、それ未満の粒径を有するものは返鉱となり、焼結原料として再使用される。このように製造された成品焼結鉱の被還元性は、従来から指摘されているように、とくに高炉の操業を大きく左右する因子となる。通常、焼結鉱の被還元性は JIS M8713 ( J I S ： Japanese Industria 1 Standard,以下 J I S と称す）で定義されており、ここでは、焼結鉱の被還元性を JIS-RI と記す。図 8に示すように、焼結鉱の被還元性（JIS - RI) と高炉でのガス利用率（ 77 _c。）との間には正の相関があり、また、図 9に示すように、高炉でのガス利用率（。。）と燃料比との間には負の相関がある。このため、焼結鉱の被還元性

( JIS-RI) は、高炉でのガス利用率 " _c。）を介して燃料比と良好な負の相関があり、焼結鉱の被還元性を向上させると、高炉での燃料比は低下する。なお、ここで、ガス利用率（。。）と燃料比は、下記のとおり定義される。

(%) / (CO (%) +C0₂ ( ) ) なお、 C0₂ (%)、 CO (%)は、いずれも高炉の炉頂ガス中の体積⁰ /₀である。

燃料比 = (石炭 +コータスの使用量（kg/ s ) ) /銑鉄の生産量

"on/曰）さらに、製造された成品焼結鉱の冷間強度も高炉での通気性を確保する上で重要な因子であり、各々の高炉では、冷間強度の下限基準を設けて、操業を行っている。したがって、高炉にとって望ましい焼結鉱とは、被還元性に優れ、冷間強度が高いものであると言える。表 1に焼結鉱を形成する主要鉱物組織であるカルシウムフェライト（CF) : nCaO · Fe₂0₃、へマタイト（He) ： Fe₂0₃、 FeOを含有するカルシウムシリケート（CS) : CaO · xFeO - y Si0₂ 、マグネタイト（Mg) : Fe₃0₄の 4つの被還元性、引張強度を示す。表 1に示すように、被還元性の高いものはへマタイト（He) であり、引張強度の高いものはカルシウムフェライト（CF)である。なお、引張強度は、円盤形の鉱石試験片を作成し、圧引張試験方法（r dial compression te stまたは、 Brazilian test) で規定された方法で測定した。本発明者が目的とする、望ましい焼結組織とは、図 5に示すように、塊表面に強度の高いカルシウムフェライト（CF)を、塊内部に向かっては被還元性の高いへマタイト（He) を選択的に生成させたものであり、被還元性や強度が低い FeOを含有するカルシウムシリケート（CS)は可能な限り生成させないようにすべきである。しかし、従来は、ほとんどの焼結機において、前述のように、鉄鉱石、 Si0₂含有原料、石灰石系粉原料、固体燃料系粉原料を同時に混合しているため、図 6 に示すように、擬似粒子構造では粗粒の核鉱石の周囲に粉鉱石、石灰、コータスが混在しており、焼結により得られた焼結鉱構造ではへマタイト（He) 、カルシウムフェライト（CF)、 FeOを含有する力ルシゥムシリケート（CS)、マグネタイト（Mg)の 4つの鉱物組織が混在することになる。

そこで、これまでにカルシウムフェライト（CF)とへマタイト（H e) を多く生成する方法が試みられてきた。例えば、 FeOを含有するカルシウムシリケート（CS)は高温で焼結した場合に多く生成することから、特開平 63 - 149331 号公報では粉状の鉄鉱石にパインダゃ石灰石を加えて造粒した後に、熱源である粉コークスを表面に被覆することでコータスの燃焼性を改善し、低温で焼結させて被還元性を向上する技術が提案されている。

しかしながら、前記特開平 63 - 149331 号公報に提案された従来方法では、 CaO と鉄系原料中の Si0₂や Si0₂系原料が近接しているため、どうしても FeOを含有するカルシウムシリケート（CS)が多く生成してしまい、カルシウムフェライト（CF)とへマタイト（He) を主体とする構造には必ずしもならない場合も多かった。

本発明は、前記従来の問題点を解決するため、焼結鉱を製造するプロセスの事前処理として膨大な設備を必要とせず、鉄鉱石と Si0₂ 含有原料を、石灰石系粉原料と固体燃料系原料から分離して段階的に擬似粒子にすることにより、塊表面には強度の高いカルシウムフエライト（CF)を、一方、塊内部に向かっては被還元性の高いへマタィト（He) を選択的に生成させた構造の焼結鉱を製造し、冷間強度を向上させ、かつ、焼結鉱の被還元性を改善することができる焼結用擬似粒子原料およびその製造方法を提供することを目的とするものである。発明の開示

前記目的を達成するための第 1の発明は、高炉用焼結鉱を製造する焼結用擬似粒子原料として、平均粒径が 2 m m以上の粗粒の鉄鉱石を核とする第一層を有し、その第一層の外表面を覆うように石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を含まない平均粒径が 2 m m未満の細粒の鉄鉱石おょぴ、 Si0₂含有原料を付着させた第二層を有するとともに、さらに第三層目以降として石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を付着させたことを特徴とする焼結用擬似粒子原料である。また、第 2の発明は、第 1の発明において、前記第三層が石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料との混合層であることを特徴とする焼結用擬似粒子原料である。

また、第 3の発明は、第 1の発明において、前記第三層が石灰石系粉原料層であり、その石灰石系粉原料層の外層部に固体燃料系粉原料の付着層を備えることを特徴とする焼結用擬似粒子原料である。

まだ、第 4の発明は、下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて高炉用焼結鉱を製造するプロセスの事前処理として、鉄鉱石、 Si 0₂含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料からなる焼結原料を造粒するに際し、平均粒径が 2 m m以上の粗粒の鉄鉱石を核として、その周囲に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を含まない平均粒径が 2 m m未満の細粒の鉄鉱石おょぴ、 Si0₂含有原料を付着させて第二層目を造粒した後に、さらに第三層目以降として上に石灰石系粉原料と熱源となる固体燃料系粉原料を付着させて造粒し三層以上の被覆の擬似粒子を形成することを特徴とする焼結用擬似粒子原料の製造方法である。

また、第 5の発明は、第 4の発明において、前記第三層目に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料との混合粉を付着させて造粒し三層被覆の擬似粒子を形成することを特徴とする焼結用擬似粒子原料の製造方法である。

また、第 6の発明は、第 4の発明において、前記第三層目として石灰石系粉原料を付着した後、さらにその石灰石系粉原料層の外層部に固体燃料系粉原料を付着させて造粒し、四層被覆の擬似粒子を形成することを特徴とする焼結用擬似粒子原料の製造方法である。

また、第 7の発明は、第 4〜 6の発明において、前記粗粒の鉄鉱石と前記細粒の鉄鉱石おょぴ、 Si0₂含有原料とを別途に設けた造粒機に装入し、該造粒機により粗粒の鉄鉱石を核として、その周囲に細粒の燒結原料を付着させて造粒した後に、これを石灰石系粉原料と熱源となる固体燃料系粉原料をミキサ一に装入して造粒することを特徴とする焼結用擬似粒子原料の製造方法である。

また、第 8の発明は、第 4〜 6の発明において、前記粗粒の鉄鉱石と前記細粒の鉄鉱石おょぴ、 Si0₂含有原料とをミキサ一の先端部に装入し、前記粗粒の鉄鉱石を核として、その周囲に前記細粒の鉄鉱石おょぴ、 Si0₂含有原料を付着させて造粒しつつ、該ミキサーの後端部から石灰石系粉原料と熱源となる固体燃料系粉原料とを装入して造粒することを特徴とする焼結用擬似粒子原料の製造方法である。

また、第 9の発明は、第 4〜 6の発明において、前記粗粒の鉄鉱石と前記細粒の鉄鉱石および、 Si0₂含有原料とを複数ミキサーの先端側ミキサーから装入し、前記粗粒の鉄鉱石を核として、その周囲に前記細粒の鉄鉱石おょぴ、 Si0₂含有原料を付着させて造粒しつつ該複数ミキサ一の最後尾のミキサ一の先端部あるいは後端部から石灰石系粉原料と熱源となる固体燃料系粉原料とを装入して造粒することを特徴とする焼結用擬似粒子原料の製造方法である。図面の簡単な説明

図 1 本発明例に係る焼結原料の混合、造粒処理を行うフロー図

(方法 A ) である。

図 2 本発明例に係る他の焼結原料の混合、造粒処理を行うフロー図（方法 B ) である。

図 3 本発明例に係る他の焼結原料の混合、. 造粒処理を行うフロー図（方法 C ) である。

図 4 本発明法と従来法とにより焼結原料を処理した場合における焼結鉱の被還元性 JIS- RI ( % ) 、生産率（t/hr · m²) 、シャッター強度（％) を比較して示すグラフである。

図 5 本発明での望ましい焼結鉱構造を示す模式図である。

図 6 従来例に係る擬似粒子構造および焼結鉱構造を示す模式図である。

図 7 本発明での望ましい擬似粒子構造を示す模式図である。

図 8 高炉における焼結鉱の被還元性 JIS- RI ( % ) とガス利用率 7J

。。（％) との関係を示すグラフである。

図 9 高炉におけるガス利用率 _c。（％) と燃料比（kg/ t -pig) との関係を示すグラフである。

図 1 0 本発明法および従来法により処理した擬似粒子の構造を示す写真である。

図 1 1 本発明法により処理した擬似粒子を切断した断面を電子線マイク口アナライザ一にて測定した Ca と Feの分布を示す写真である。図 1 2 本発明法および従来法による擬似粒子の焼結体の断面を電子線マイク口アナライザ一にて測定した Ca と Feの分布を示す写真である。

図 1 3 本発明法および従来法による擬似粒子の焼結体の外観を示す写真である。

図 1 4 本発明法および従来法による擬似粒子を焼結した焼結体の気孔径（μ ιη) と気孔量（ c c Z g ) との関係を比較して示すダラフである。

図 1 5 本発明法（方法 C) および従来法により処理した擬似粒子を焼結した場合における焼結鉱の被還元性 JIS-RI (%) 、生産率（t /hr - m²) 、シャッター強度（％) を比較して示すグラフである。図 1 6 従来例に係る焼結原料の混合、造粒処理を行うフロー図である。

図 1 7 溶融深度の測定方法を示した図である。

図 1 8 気孔率 1 5%の通常の鉄鉱石を用いた時の溶融深度と反応時間の関係を示した図である。

図 1 9 気孔率 3 5%の鉄鉱石を用いた時の溶融深度と反応時間の関係を示した図である。

図 20 本発明の焼結用擬似粒子原料の含有割合と焼結鉱の被還元性の関係を示した図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明を完成するに至った経緯おょぴ本発明の具体的な実施の態様を図面に基づき詳細に説明する。

本発明者らは、種々の検討を重ねた結果、図 7に示すように、 Si 0₂ を多く含有する鉄鉱石や Si0₂含有原料を、石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料から分離して擬似粒子を製造することで CaO と SiO ₂の反応を遅らせ、被還元性が悪く、冷間強度も低い FeOを含有するカルシウムシリケート（CS)の生成を抑制する。これにより燒結鉱表面に強度の高いカルシウムフェライト（CF)を、燒結鉱内部に向かつては被還元性の高いへマタイト（He) を選択的に生成させた焼結鉱が形成されることを見出した。この場合、焼結鉱の冷間強度低下が懸念されたが、石灰石系粉原料と鉄鉱石の界面で生成したカルシゥムフェライト（CF)系融液は粘度が低く、鉄鉱石の周囲を瞬時のうちに覆うため十分な冷間強度を有する。

上記条件を満たす高炉用焼結鉱を製造する焼結用擬似粒子原料としては、平均粒径が 2 m m以上の粗粒の鉄鉱石を核鉱石とする第一層を有し、その周囲に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を除いた平均粒径が 2 m m未満の細粒の焼結原料系粉原料を付着させた第二層を有することで、 CaO と Si0₂ の反応を遅らせ、被還元性が悪く、冷間強度も低い FeOを含有するカルシウムシリケート（CS)の生成を抑制する。すなわち、鉄鉱石や Si0₂含有原料を、石灰石系粉原料から分離した、石灰石のない状態で焼結用擬似粒子原料を製造することで達成する。そして、第二層の外表面を覆う第三層である石灰石系粉原料層により、石灰石系粉原料と鉄鉱石の界面でカルシウムフェライト（CF)系融液を生成させ、鉄鉱石の周囲を覆うことにより、十分な冷間強度を発揮させるのである。この焼結用擬似粒子原料により、前記したごとく塊表面に強度の高いカルシウムフェライト（C F)を、塊内部に向かっては被還元性の高いへマタイト（He) を選択的に生成させた焼結鉱が形成されることになる。

なお、前記第三層となる石灰石系粉原料層は、石灰石系粉原料層のみ、または石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料との混合層であってもかまわない。第三層中に含まれる石灰石分により、塊表面に強度の高いカルシウムフェライト（CF)が形成できることになるからである。なお、第三層が石灰石系粉原料層のみの場合は、第四層として固体燃料系粉原料層が必要である。本発明で使用する平均粒径は、顕微鏡観察による画像解析法により個々の粒子の投影面積円相当径 (Heywood径）を求め、それを算術平均したものである。

次ぎに核となる粗粒の鉄鉱石の平均粒径の限定理由を以下に述べる。

本発明の特徴は、石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を含まない第一、第二層を有して、石灰石と反応しない未溶融の鉄鉱石（残留元鉱）の量を増加させることにある。

そこで、発明者等は、図 1 7のように、鉄鉱石のタフ'、レット ( Tablet Fe₂0₃) の上に、石灰石（CaO) のタフ ^タト (Tablet CaO) を乗せ、所定温度で反応させた後、鉄鉱石のタフ' ットが溶融した長さ（溶融深度）を測定した。

その結果、溶融深度（X ) は、（ 1 ) 式のように表されることを見出した。 χ = 2 φ . 厶 C a O ' D ^1/2 ' t ^1/2/ ( π ^1/2 · ρ )

ここで， D : C aの拡散係数（cm²/s)

β ：反応層の密度（mol/cm³)

Δ C a O ： C a O濃度勾配（mol/cm³)

t ：反応時間（ s )

図 1 8に、通常の鉄鉱石である気孔率 1 5 %の鉄鉱石を用いた、溶融深度と反応時間との関係を示す。

これより、実機焼結プロセスにおいて、想定される焼結過程の加熱条件である 1250°Cに 3 6 0秒程度保持される条件で考えた場合、鉄鉱石の平均粒径が少なくとも 2 mm以上、最高温度条件である 13 00°Cでは、好ましくは 3 mm以上は無いと、鉄鉱石の未溶融部分が残らないことが分かる。

したがって、本発明では核となる粗粒の鉄鉱石の平均粒径は、 2 mm以上とするものである。そして、この核となる鉱石の外層には第二層が形成されて粒径は大きくなり、第一、第二層により、未溶融の鉄鉱石（残留元鉱）の量が確保される。これにより、前記したごとく、 CaO と Si0₂の反応を遅らせ、被還元性が悪く、冷間強度も低い FeOを含有するカルシウムシリケート（CS)の生成を抑制する。また、図 1 9に、高結晶水鉱石である気孔率 3 5 %の鉄鉱石を用いた、溶融深度と反応時間との関係を示す。高結晶水鉱石を核鉱石として使用する場合は平均粒径 4 mm以上の鉄鉱石粒径とすることにより、本発明が実施できる。

なお、核となる鉱石の平均粒径を 2 mm以上とするため、擬似粒子化による第二層は核鉱石よりも小さな平均粒径である 2 m m未満の細粒で石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を除いた焼結原料系粉原料で構成する。

図 1は本発明の望ましい擬似粒子構造を製造するための造粒フロー例（方法 A ) を示す。本発明の（方法 A ) では、例えば Si0₂ を 0. 5 〜5. 0%程度含有し平均粒径が 2 mm以上である粗粒の鉄鉱石 1 と、 Si0₂を 0. 5 〜5. 0 % 程度含有し平均粒径が 2 mm未満、例えば 0. 1 〜： 1. 0 mm程度である細粒の Si0₂含有原料 2 (鉄鉱石、珪石、蛇紋岩、 Ni スラグ等）とを別途の造粒機 6により、粗粒の鉄鉱石 1 を核としてその周囲に細粒の Si0₂含有原料 2を付着させて予備造粒する。その後、さらに石灰石系粉原料 3、または石灰石系粉原料 3 と熱源となる固体燃料系粉原料 4 (コークス、無煙炭等）を添加してドラムミキサー 5で混合、造粒する。

また、図 2は、別の本発明の望ましい擬似粒子構造を製造するための造粒フロー例（方法 B ) を示す。本発明の（方法 B ) では、粗粒の鉄鉱石 1 と細粒の Si0₂含有原料 2 (細粒の鉄鉱石、珪石、蛇紋岩、 Niスラグ等）とをドラムミキサー 5の先端部から添加して擬似粒子を形成しつつ、ドラムミキサー 5の後端部から石灰石系粉原料 3、または石灰石系粉原料 3 と固体燃料系粉原料 4 (コークス、無煙炭など）とを添加して混合、造粒する。また、図 3は、別の本発明の望ましい擬似粒子構造を製造するための造粒フロー例（方法 C ) を示す。本発明の（方法 C ) では、ドラミミキサーを複数の構成（本例では 2組）として、粗粒の鉄鉱石 1 と細粒の鉄鉱石およぴ Si0₂含有原料 2 (細粒の珪石、蛇紋岩、 Niスラグ等）とを先端側のドラムミキサー 5の先端部から添加して擬似粒子を形成しつつ、最尾端側のドラムミキサー 5 'の破線で示す先端部から、あるいは実線で示すように後端部から石灰石系粉原料 3、または石灰石系粉原料 3 と固体燃料系粉原料 4 (コークス、無煙炭など）とを添加して混合、造粒する。石灰石系粉原料 3のみを添加した場合は、その後、固体燃料系粉原料 4 (コ一クス、無煙炭等）を添加して混合し、第四層を造粒すればよい。石灰石系粉原料 3および固体燃料系粉原料 4は、平均粒径が 0 . 5 m m以下、好ましくは 0 . 2 5 m m 以下とすることにより第二層に付着しやすくなり、その外表面を覆うことができる。

本発明の（方法 A ) (方法 B ) または（方法 C ) によれば、粗粒の鉄鉱石 1を核として、その周囲に細粒の鉄鉱石や Si0₂含有原料 2が付着し、さらにその周囲に石灰石系粉原料 3 と熟源である固体燃料系粉原料 4 (粉コ一クス）を付着させることができ、三層以上に被覆造粒された擬似粒子となる。これにより、擬似粒子からなる焼結原料の焼結過程で CaO と Si0₂の反応が遅れ、冷間強度の低いカルシウムシリケート (CS)の生成が抑制され、塊表面に強度の高いカルシウムフェライト（CF)を、塊内部に向かっては被還元性の高いへマタイト（He) が選択的に生成され、微細気孔が多く、被還元性に優れ冷間強度の高い焼結鉱が安定して製造可能になる。

また、本発明者らは、焼結原料全体への本発明の焼結用擬似粒子原料の含有割合を変化させた場合の焼結鉱製造実験を行ない、その実験で得られた焼結鉱の被還元性を測定した。その結果の一例を図

2 0に示す。

これより、本発明の焼結用擬似粒子原料が焼結原料全体の 20%以上を占めることになれば、従来焼結鉱ょり被還元性を向上させる効果を発揮することが分かる。

したがって、焼結操業において焼結原料の中に本発明の擬似粒子原料の存在を 20%以上確保して焼結鉱の製造を行うことが被還元性向上に必要で、被還元性 7 0 %とする場合は、全焼結原料中の本発明になる焼結用擬似粒子原料の含有割合を好ましくは 50%以上確保して焼結鉱を製造すれは良い。

この本発明になる焼結用擬似粒子原料の含有割合は、以下のようにして調整できる。

( 1 ) 従来の造粒法による焼結原料中に別途製造した本発明の焼結用擬似粒子原料を必要な含有割合になるように添加すること。

( 2 ) ドラムミキサーによる焼結用擬似粒子原料の製造では、石灰石系原料の添加時期を調整することにより必要な含有割合に調整することができる。

たとえば、ドラムミキサ一での添加時期を早めれば本発明の焼結用擬似粒子原料の含有割合は低くなり、石灰石系原料の添加時期をドラムミキサーによる造粒末期にすれば本発明の焼結用擬似粒子原料の含有割合を高くすることができる。

これにより、所望の被還元性を持ち反応性のより優れた焼結鉱を得ることができる。実施例

表 2に示す配合割合の焼結原料を用いて、本発明の図 1に示す (方法 A ) にて造粒した擬似粒子をドワイトロイド焼結機に輸送し、パレット上に装入した。比較のため鉄鉱石、 Si0₂含有原料、石灰石系粉原料、コークス粉を同時に混合する処理方法にて造粒した擬似粒子をドワイトロイド焼結機に輸送し、パレツト上に装入する操業を行った。

その後、パレット上で焼結を行い、鉱物組成、比表面積、被還元性を測定した。本発明法、従来法での結果を表 3に示した。

表 3に示すように、本発明の図 1に示す（方法 A ) を採用することで、鉱物組織では被還元性の高いへマタイト（He) が増加し、被還元性の低いカルシウムシリケート（CS)が減少し、また、へマタイト（He) に由来する微細気孔の増加によって比表面積も増加し、従来法に比べて被還元性は 15%向上した。なお、ここで、比表面積は、 B e t法で、被還元性は、 JIS M 8713に準拠して測定した。

また、本発明の図 2に示す（方法 B ) を用いて製造した擬似粒子を同様に、ドワイトロイド焼結機に輸送し、パレツト上に装入した。その後、焼結を行い、生産率、シャッター強度（冷間強度、 J I S

M 8 7 1 1 に準拠して測定）、被還元性を測定した。その結果、図 4に示すように、本発明の図 2に示す（方法 B ) では、従来法に比較して被還元性 JIS- RIで約 8 %の増加と生産率で約 0. 19t/hr

• m²の向上が得られ、シャッター強度は 0. 4 %と増加が見られた。また、表 2に示す配合割合の焼結原料を用いて、本発明の 3に示す（方法 C ) にて造粒した擬似粒子をドワイトロイド焼結機に輸送し、パレット上に装入した。比較のため鉄系原料、 Si 0₂含有原料、石灰石系粉原料、コークス粉を同時に混合する処理方法にて造粒した擬似粒子をドワイトロイド焼結機に輸送し、パレツト上に装入する操業を行った。

その後、焼結を行い、生産率、シャッター強度（冷間強度、 J I S M 8 7 1 1に準拠して測定）、被還元性を測定した。その結果. 図 1 5に示すように、本発明の図 3に示す（方法 C ) で尾端側のドラムミキサ一の後端部から石灰石系粉原料 3 と熱源となる固体燃料系粉原料 4 (コータス、無煙炭等）を添加した時、従来法に比較して被還元性 JIS-RIで約 1 0 %の増加と生産率で約 0. 19t/hr · m² の向上が得られ、シャッター強度は 0. 8 %と増加が見られた。また、図 1 4に、本発明法により製造された焼結鉱の気孔径分布を従来法と比較して示す。気孔径分布は、水銀ポロシメーターによる水銀圧入方式で求めた。本発明法により製造された焼結鉱は、還元ガスの流路となる 1 m以下の微細気孔部分が増加しており、被還元性の改善に適した気孔構造になっている。

図 1 0に粗粒の鉄鉱石を核鉱石として、その周囲に細粒の Si0₂ 含有原料を付着させ、さらにその外側に石灰石と熱源である粉コークスを付着させる三層被覆の本発明法による擬似粒子と石灰石を擬似粒子内で均一に混合した従来法による擬似粒子の構造を比較して示した。

これにより、本発明法による擬似粒子は、石灰石を外装化しているため、従来法よりも表面が赤白くなつていた。本発明法による擬似粒子が、表面に石灰石が付着しているかどうかを確認するために、擬似粒子を切断した断面を電子線マイクロアナライザー（EPMA) にて Ca と Feの分布を調査した結果を図 1 1に示す。これにより、本発明法による擬似粒子は、表面に石灰石が確実にコーテングされていることが確認できた。

本発明法おょぴ従来法による擬似粒子の焼結体の断面を EPMA-により測定した結果を図 1 2に示す。本発明法により石灰石を外装化することで、前記図 5に示すような塊表面に強度の高いカルシウムフェライト（CF)を、塊内部に向かっては被還元性の高いへマタイト (He) を選択的に生成させた焼結構造が得られることが確認できた, 図 1 3にその焼結体の外観を示す。これにより従来法では焼結体が団子状になるのに対し、本発明の特徴は、焼結体がプドウの房状に接合することが分かった。産業上の利用可能性

以上説明したように本発明の焼結原料の処理方法によれば、焼結原料をミキサ一で混合して造粒するに際し、粗粒の鉄鉱石を核鉱石として、その周囲に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を含まない細粒の鉄鉱石や Si0₂含有原料を付着させた後に、石灰石系粉原料と熱源である固体燃料系粉原料を付着させる。このため、ドワイトロイド焼結機による焼結過程で、冷間強度の低いカルシウムシリケ一ト（CS)の生成が抑制され、塊表面に強度の高いカルシウムフェライト（CF)を、塊内部に向かっては被還元性の高いへマタイト（He) が選択的に生成され、微細気孔が多く、被還元性に優れ冷間強度の高い焼結鉱が生産性よく製造できる。

カルシウムフェライ卜へマタイ卜カルシウムシリケ一トマグネタイト (CF) (He) (CS) (Mg) 元性 ( ) 34 50 3 27 引張強度 (MPa) 1 02 49 1 9 58

表 2

鉱物組成（％) 比麵積被還元性

C F He CS Mg (mVg) (%) 本発明法 20.4 54.9 14.3 10.4 2.75 83.8 従来法 27.6 ' 36.0 27.3 9.1 1.10 68.9

Claims

請求の範囲

1 . 高炉用焼結鉱を製造する焼結用擬似粒子原料として、平均粒径が 2 m m以上の粗粒の鉄鉱石を核とする第一層を有し、その第一層の外表面を覆うように石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を含まない平均粒径が 2 m m未満の細粒の鉄鉱石おょぴ、 Si0₂.含有原料を付着させた第二層を有するとともに、さらに第三層目以降として石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を付着させたことを特徴とする焼結用擬似粒子原料。

2 . 前記第三層が石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料との混合層であることを特徴とする請求項 1記載の焼結用擬似粒子厚料。

3 . 前記第三層が石灰石系粉原料層であり、その石灰石系粉原料層の外層部に固体燃料系粉原料の付着層を備えることを特徴とする請求項 1記載の焼結用擬似粒子原料。

4 . 下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて高炉用焼結鉱を製造するプロセスの事前処理として、鉄鉱石、 Si0₂含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料からなる焼結原料を造粒するに際し、平均粒径が 2 m m以上の粗粒の鉄鉱石を核として、その周囲に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を含まない平均粒径が 2 m m 未満の細粒の鉄鉱石および、 Si0₂含有原料を付着させて第二層目を造粒した後に、さらに第三層目以降として上に石灰石系粉原料と熱源となる固体燃料系粉原料を付着させて造粒し三層以上の被覆の擬似粒子を形成することを特徴とする焼結用擬似粒子原料の製造方法。

5 . 前記第三層目に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料との混合粉を付着させて造粒し三層被覆の擬似粒子を形成することを特徴とする請求項 4記載の焼結用擬似粒子原料の製造方法。

6 . 前記第三層目として石灰石系粉原料を付着した後、さらにその石灰石系粉原料層の外層部に固体燃料系粉原料を付着させて造粒し、四層被覆の擬似粒子を形成することを特徴とする請求項 4記載の焼結用擬似粒子原料の製造方法。

7 . 前記粗粒の鉄鉱石と前記細粒の鉄鉱石および、 Si0₂含有原料とを別途に設けた造粒機に装入し、該造粒機により粗粒の鉄鉱石を核として、その周囲に細粒の燒結原料を付着させて造粒した後に、これを石灰石系粉原料と熱源となる固体燃料系粉原料をミキサーに . 装入して造粒することを特徴とする請求項 4〜 6記載の焼結用擬似粒子原料の製造方法。

8 . 前記粗粒の鉄鉱石と前記細粒の鉄鉱石おょぴ、 Si0₂含有原料とをミキサーの先端部に装入し、前記粗粒の鉄鉱石を核として、その周囲に前記細粒の鉄鉱石おょぴ、 Si0₂含有原料を付着させて造粒しつつ、該ミキサ一の後端部から石灰石系粉原料と熱源となる固体燃料系粉原料とを装入して造粒することを特徴とする請求項 4〜 6 記載の焼結用擬似粒子原料の製造方法。

9 . 前記粗粒の鉄鉱石と前記細粒の鉄鉱石おょぴ、 Si0₂含有原料とを複数ミキサ一の先端側ミキサ一から装入し、前記粗粒の鉄鉱石を核として、その周囲に前記細粒の鉄鉱石おょぴ、 Si0₂含有原料を付着させて造粒しつつ、該複数ミキサーの最後尾のミキサーの先端部あるいは後端部から石灰石系粉原料と熟源となる固体燃料系粉原料とを装入して造粒することを特徴とする請求項 4〜 6記載の焼結用擬似粒子原料の製造方法。