WO2016068078A1

WO2016068078A1 - 焼結機の操業方法

Info

Publication number: WO2016068078A1
Application number: PCT/JP2015/080120
Authority: WO
Inventors: 友司岩見; 一洋岩瀬; 大山　伸幸; 山本　哲也; 隆英樋口
Original assignee: Ｊｆｅスチール株式会社
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2016-05-06

Abstract

【課題】着磁性微粉原料を含有する焼結配合原料を焼結するとき、焼結原料装入層の通気性を良好にして焼結性の向上を図ることができる、焼結機の操業方法を提案すること。【解決手段】焼結配合原料を、背面に磁石を配設してなるシュートを介して焼結機のパレット上に装入して焼結する焼結機の操業方法において、上記焼結配合原料中の着磁性微粉原料をパレット上に装入するとき、該シュート上に磁力を与えないときの前記焼結配合原料の速度が零のときの速度をν_１とするとき、前記シュート下端部での前記着磁性微粉原料の速度νが、１／５ν_１～４／５ν_１の速さとなるように、前記磁石の磁力Ｆ_Ｍを調整する操業方法。

Description

焼結機の操業方法

　本発明は、焼結配合原料の装入方法に特徴を有する焼結機の操業方法に関する。特に、本発明は、通常の焼結原料に比べて磁化の容易なマグネタイト系微粉鉄鉱石や焼結返鉱等の着磁性微粉原料を含有する焼結配合原料を焼結機のパレット上に装入して焼結する焼結機の操業方法を提案する。

　高炉製銑法の主原料である焼結鉱は、図１に示すように、鉄鉱石粉、ミルスケールや製鉄ダスト等の製鉄所内回収粉、焼結鉱篩下粉（焼結返鉱）の他、石灰石やドロマイトのような含ＣａＯ原料、生石灰のような造粒助剤、粉コークス、無煙炭のような炭材（固体燃料）などからなる焼結配合原料を、ＤＬ焼結機のパレット上に装入して焼結することにて製造される。かかる焼結配合原料は、複数種の焼結原料粉をドラムミキサー等により混合し、引き続き造粒することによって、算術平均径が６．０ｍｍ以下の擬似粒子としたものが用いられる。このようして得られた焼結鉱製造用の原料、即ち、焼結配合原料は、焼結機のパレット上に装入され、単に装入層とも呼ばれる焼結原料装入層を形成するための原料となる。

　一般に、前記焼結原料装入層の厚さ（高さ）は４００～８００ｍｍ前後である。該焼結原料装入層は、その後、パレットの上方に設置された点火炉において、この焼結原料装入層中に含まれる炭材に点火され、そして、前記パレット下に配設されているウインドボックスを介して該焼結原料装入層中の空気を下方に吸引することにより、該焼結原料装入層中の炭材を順次に燃焼させると共に、その燃焼をパレットの移動に合わせて次第に下方かつ前方に進行させ、このときに発生する燃焼熱によって、当該焼結配合原料を溶融し、焼結ケーキに変化させる。その後、得られた焼結ケーキは、破砕後クーラーで冷却し、整粒して、所定粒度（例えば、５．０ｍｍ以上）の塊成物からなる成品焼結鉱となる。

　焼結鉱の生産量は、一般に、焼結生産率（ｔ／ｈｒ・ｍ^２）×焼結機面積（ｍ^２）により決定される。ただし、焼結鉱の生産量は、焼結機の機幅や機長、原料堆積層の厚さ（焼結原料層の厚さ）、焼結配合原料の嵩密度、焼結（燃焼）時間、歩留などにより変化する。そして、この焼結鉱の生産量を増加させるためには、焼結原料装入層の通気性（圧損）を改善して焼結時間を短縮するか、あるいは破砕前の焼結ケーキの冷間強度を高めて歩留を向上させることなどが有効である。

　近年、前記焼結配合原料中に配合される鉄鉱石粉については、Ａ１_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等の脈石成分が増加する一方、Ｆｅ分は低下する傾向にある。そのため、高炉や転炉におけるスラグの発生量が増加し、このスラグの処理が大きな負担となっている。これに対し、従来、これまでは焼結用原料としては使用されてこなかった鉄分（ＦｅＯ）が多くかつ微粉（－２５０μｍ）の多いマグネタイト系微粉鉄鉱石、ミルスケール、製鉄ダスト等の、いわゆる着磁性微粉原料と云われるものの活用が注目を浴びている。

　表１は、一般的な鉄鉱石Ａ、Ｂおよびマグネタイト系微粉鉄鉱石や焼結返鉱、ミルスケール、製鉄ダスト（高炉ダスト、製鋼ダスト等）等の着磁性微粉原料の化学成分及び平均粒径の一例を示す。これらの着磁性微粉原料の特徴は、通常、粉鉄鉱石に比べて多くの鉄分（ＦｅＯ）を含有していることにある。しかし、図２に示すように、マグネタイト系微粉鉄鉱石や製鉄ダスト等の着磁性微粉原料の粒径は、ペレットフィードほどではないものの、通常の焼結用粉鉄鉱石と比較すると微細であり、焼結処理工程での通気性悪化を招きやすく、そのために焼結鉱の生産性を低下させるおそれがある。

　微粉原料を焼結原料として使用するとき、従来、一般的な微粉鉄鉱石を有効に使用するための努力が払われている。例えば、特許文献１では、配合の段階で上記のような微粉鉄鉱石と核となる粉鉄鉱石との比率を調整し、核の周りに微粉鉱石を効率よく付着させた擬似粒子とすることで、原料の造粒性を向上させて通気性の悪化を抑制する方法を提案している。

　さらに、特許文献２には、微粉鉱石を使用する場合、これを別ラインで粉砕－攪拌し、バインダーを混ぜることで造粒性を向上させてなる焼結配合原料を製造するための技術が提案されている。

特開２００８－１０１２６３号公報特開２００７－７７５１２号公報

　上述したように、従来技術では、焼結配合原料の構成成分として微粉鉄鉱石などを使用する場合、まず、造粒性の向上を図ることが検討されてきた。例えば、特許文献１の方法では、粉鉱石の脈石成分の含有量や微粉鉱石等の使用量が今後さらに増加すると、擬似粒子を形成するための核粒子と微粉との比率を合わせられなくなり、核となる粉鉱石の比率が生産性の律速になってしまうおそれがある。また、特許文献２では、マグネタイト系微粉鉄鉱石がペレットフィードほど小さくないため、新らたにこれを粉砕工程する必要になること、及びバインダー等の使用が必要となってコスト高になるという課題が残されている。

　そこで、本発明の目的は、着磁性微粉原料を含有する焼結配合原料を焼結するとき、焼結原料装入層の通気性を良好にして焼結性の向上を図ることができる、焼結機の操業方法を提案することにある。

　本発明は、焼結原料装入層の通気性悪化の原因となる着磁性微粉原料を多く含む焼結配合原料を使用するときの前述した課題を解決するために開発したものである。即ち、本発明は、焼結配合原料を、背面に磁石を配設してなるシュートを介して焼結機のパレット上に装入して焼結する焼結機の操業方法において、上記焼結配合原料は、この原料のうちの５～３０ｍａｓｓ％が、ＦｅＯの含有量が４．５ｍａｓｓ％以上で、粒径が算術平均径で０．２～２．５ｍｍの大きさを有し、かつそのうちには２５０μｍ以下の微粉の量が重量割合で６０ｍａｓｓ％以下である着磁性微粉原料であり、この着磁性微粉原料をパレット上に装入するとき、該シュートに対して磁力（Ｆ_Ｍ）を与えないとき（Ｆ_Ｍ＝０）のシュート下端部での前記焼結配合原料の速度をν_１とするとき、該シュート下端部での前記着磁性微粉原料の速度ν_ｍが、１／５ν_１～４／５ν_１の速さとなるように、前記磁石の磁力Ｆ_Ｍを調整することを特徴とする焼結機の操業方法である。

　本発明に係る上記の焼結機の操業方法では、
（１）前記２５０μｍ以下の微粉の量が重量割合で５ｍａｓｓ％以上であること、
（２）前記シュート下端部での前記着磁性微粉原料の速度ν_ｍは、２／５ν_１～３／５ν_１の速さであること、
（３）前記シュート下端部での前記着磁性微粉原料の速度ν_ｍは、前記磁石の磁力Ｆ_Ｍを０．０００４～０．０１Ｎの範囲内にして調整すること、
（４）前記磁石の磁力Ｆ_Ｍは、下記式によって求められる数値であること、

（５）前記着磁性微粉原料は、この原料のうちの少なくとも５～１５ｍａｓｓ％は焼結返鉱であって、残りがマグネタイト系微粉鉄鉱石、ミルスケールおよび製鉄ダストのうちのいずれか１種以上からなるものであること、
が、より好ましい構成である。

　本発明に係る焼結機の操業方法によれば、背面に磁石を配置したシュートを用いて着磁性微粉原料を含む焼結配合原料を焼結機のパレット上に装入する際、該焼結配合原料のうちの該着磁性微粉原料を確実に焼結原料装入層の上層部に選択的に堆積（偏析装入）させることができるようになるので、焼結原料装入層の通気性の悪化を抑制することができるようになる。その結果、焼結鉱の製造における生産率、歩留り、冷間強度等の品質の向上を図ることができる。

ＤＬ焼結プロセスを説明する模式図である。着磁性微粉原料等の粒度分布を示す図である。焼結原料装入層内における温度と圧力の分布を示す図である。焼結機内における焼結原料装入層内の温度分布と歩留分布の図である。着磁性微粉原料が焼結原料装入層の上層部に偏折装入される状態を示す模式図である。シュート上での粒子の動きを説明する模式図である。磁力（Ｆ_Ｍ：０．０１Ｎ）を変えて着磁性微粉原料を装入した時の堆積状況を示す図である。磁力（Ｆ_Ｍ：０．０１Ｎ超）を変えて着磁性微粉原料を装入した時の堆積状況を示す図である。磁力（Ｆ_Ｍ：０．００４Ｎ）を変えて着磁性微粉原料を装入した時の堆積状況を示す図である。磁力（Ｆ_Ｍ：０Ｎ）を変えて着磁性微粉原料を装入した時の堆積状況を示す図である。試験装置で用いた装入機の略線図である。試験装置を使って装入したときの着磁性微粉原料の堆積結果を示す図である。着磁性微粉原料の配合率と生産率との関係を示す図である。

　パレット上に堆積している焼結原料装入層における圧力損失は、図３に示すように、装入した湿原料が堆積している領域（湿潤帯）、および粉コークス等の炭材が燃焼して焼結配合原料の焼結反応が進行している領域（反応・溶融帯）で生じており、焼結反応が完了した後の焼結鉱が存在する領域（焼結鉱帯）では圧力損失はあまり生じないことが知られている。そして、焼結性を向上させるには、圧力損失を全体的に低減させて原料装入層全体での通気性の向上を図ることが重要である。

　そこで、本発明では、前記焼結配合原料の中に、微粉成分が多いために通気性を悪化させるマグネタイト系微粉鉄鉱石等の着磁性微粉原料を含む場合、その着磁性微粉原料を、意図的に焼結原料装入層の上層部に堆積させる（偏析装入）ことによって焼結反応を早期に終了させると共に、着磁性微粉原料を多く配合したときの通気性の悪化を最小限に止めることで、上記の問題点を解決するようにしたのである。

　本発明のこのような考え方については、図４から理解することができる。即ち、図４（ａ）は、焼結機パレット上の焼結原料装入層（以下、単に「装入層」ともいう）における焼結配合原料の焼結過程を示しており、図４（ｂ）は、該装入層内の焼結過程における温度分布（ヒートパターン）を示し、そして図４（ｃ）は、焼結ケーキの歩留分布を示したものである。図４（ｂ）から分かるように、焼結配合原料の装入層の上層部は下層部に比べて温度が上昇し難く、高温域保持時間も相対的に短かくなる傾向にある。そのため、この装入層の上層部では、燃焼溶融反応（焼結化反応）が不十分となって、焼結ケーキの強度が低くなるため、図４（ｃ）に示すように、歩留が低く、生産性の低下を招く要因となっている。

　発明者らの研究によると、この問題に対しは、焼結配合原料中にＦｅＯ等の磁化の容易な着磁成分をより多く含みかつ微粉状である原料（着磁性微粉原料）を配合したものを、パレット上に装入する際に、この原料を装入層の上層部に選択的に堆積させる、いわゆる偏析装入を行なうことで、解決できることが分った。一般に（Ｔｒａｎｓ．ＡＩＭＥ２１８（１９６０）、１１６）、焼結反応における成分の影響を示す状態図では、ＦｅＯ含有量の増加に伴い、焼結反応に必要な融液を発生させる融点（液相線温度）が低下することが知られている。従って、焼結原料装入層の上層部に、例えば、ＦｅＯを多く含むマグネタイト系微粉鉄鉱石などの着磁性微粉原料が偏析装入されていれば、その上層部は温度が上がり難い状況の中でも焼結反応が促進され、歩留や強度の改善を図ることができる。

　また、焼結配合原料をパレット上に装入して形成される焼結配合原料の堆積層である装入層は、一般的には、シュートの上を滑り落ちるときのパーコレーションによる粒度偏析作用を伴い、該焼結原料装入層の上層部、中層部には粒度の小さい細粒の焼結配合原料が多く分布し、一方、下層部には粒度の大きい粗粒の焼結配合原料が堆積して、装入層の偏析が生じる。しかしながら、細かい（－２６０μｍが多い）微粉がより多く含まれる場合には偏析状態が不十分となり、本発明では正に、こうした着磁性微粉原料がより多く含まれている焼結配合原料を装入するときの問題を解決する。

　即ち、本発明は、図２に示すようなマグネタイト系微粉鉄鉱石、即ち、ＦｅＯの含有率が高く（４．５～６０ｍａｓｓ％）、かつ粒径については算術平均径で０．２～２．５ｍｍの大きさを有し、しかも２５０μｍ以下の大きさものが、積算重量割合で６０ｍａｓｓ％以下である着磁性微粉原料を焼結配合原料の一部に用いることを前提とする。そして、該着磁性微粉原料を５～３０ｍａｓｓ％含む焼結配合原料を、図５に示すようなシュートを使ってパレット上に装入するときの、前述した問題点を解決する方法である。

　このような装入方法の実施に当たっては、該シュートの背面に永久磁石または電磁石を配設して、該シュート上焼結配合原料の流れに磁力を作用させることが有効である。このことにより、焼結配合原料中に含まれる強磁性のマグネタイト系微粉鉄鉱石や焼結返鉱、ミルスケール、製鉄ダスト（高炉ダスト、製鋼ダスト等）のような着磁性微粉原料については、前記磁力の作用を受けての速度が低下（抑制）するために、該シュートの表面上を（滑り落ちる）ときに、焼結原料装入層（Ｂ）の上層部側に導かれて堆積する。この場合、粒径の大きい通常の焼結配合原料は下層に堆積する。

　前記のような堆積構造になるのは、着磁性微粉原料を多く含有する前記焼結配合原料が、前記シュートによってパレット上に装入される際に、これらの原料がシュートの背面側に配設された永久磁石または電磁石による磁力の作用を受けることによるものである。即ち、鉄分が多くかつ粒径が小さいために磁力の影響を受けやすい着磁性微粉原料については、シュート上を滑り落ちるときにの速度が弱められ、その結果、鉄分が少なく粒径の大きい非着磁性原料（通常焼結原料）の方が先にして下層部を形成する一方、該着磁性微粉原料の方は、磁力の作用によって速度が低下する分だけ遅れてすることになるので、焼結原料装入層の上層部に堆積するのである。

　前記着磁性微粉原料は、ＦｅＯの含有量が４．５ｍａｓｓ％よりも少ないと、スローピングシュートの背面に配置した磁石の磁力の影響を受けにくく、速度の調整（低減）効果が得られにくい。一方、ＦｅＯ含有量の上限は磁力調整により速度変更は可能で特に規定は不要であるが、着磁性微粉原料のＦｅＯ含有量は最大約６０ｍａｓｓ％である。

　また、原料粒径に関しては、前記着磁性微粉原料の算術平均粒径が２．５ｍｍ以上の場合は、非着磁性原料との粒径差が小さくなり、着磁性微粉原料を装入層の上層部にうまく偏析させることが難しくなる。一方、該着磁性微粉原料の算術平均径が０．２ｍｍ未満の場合、または、２５０μｍ以下の粒径をもつものの割合が積算重量割合で６０ｍａｓｓ％超含む場合、焼結ベッドでの通気性への影響が大きくなり、該着磁性微粉原料を焼結原料装入層の上層部に堆積させても、焼結機の生産性を低下させてしまう可能性がある。また、２５０μｍ以下の粒径をもつ微粉が５ｍａｓｓ％よりも少ないと本発明の効果が弱められる。２５０μｍ以下の粒径をもつ微粉の好ましい下限としては、１５ｍａｓｓ％程度である。

　図６は、着磁性微粉原料を多く含有する焼結配合原料について、これを背面に磁石を備えるシュートを介して装入するときの粒子の動きを説明する図である。この図に示すように、着磁性微粉原料を含有する焼結配合原料が該シュート上を滑り落ちるときに、この原料粒子に作用する力は、重力の粒子運動方向成分を（１）とし、重力と磁力による摩擦抵抗を（２）とし、粒子の運動に伴う空気抵抗を（３）とするとき、粒子運動方向（シュート水平面方向）における運動方程式は下記のように表わすことができる。

　なお、上述した（１）式における磁力Ｆ_Ｍの一般式は下記（２）式のとおりである。

　そこで、前記着磁性微粉原料がシュート上を滑り落ちる際の、前記式（１）および（２）の磁石による磁力Ｆ_Ｍの式は、さらに次のように整理することができる。
　即ち、着磁性微粉原料を含む焼結配合原料の装入に当たって、該着磁性微粉原料のＦｅＯ含有量や粒径、この着磁性微粉原料の配合割合が与えられ、そして、磁石とシュート表面との距離（χ）およびシュート角度（θ）、シュート長さ（Ｌ）が与えられ、そして定数として、重力加速度（ｇ）、原料とシュートとの摩擦係数（μ）、抵抗係数（Ｃｐ）、空気の密度（ρ）、粒子の空気に対する相対速度（ｖ）が与えられるとき、上記式（１）、（２）の運動方程式は、下記（３）式のエネルギー保存式のように整理することができる。

　さらに、本発明では、該シュート表面上での前記着磁性微粉原料に作用する上記（３）式の磁力Ｆ_Ｍは、シュート下端での速度ν_１を零（０）よりも大きくすること、即ち、シュートに磁力Ｆ_Ｍを与えないときの非着磁性原料の速度よりも遅くなるようにすることが必要であり、それ故に、（３）式はさらに（４）式のように整理することができる。

　要するに、本発明では、磁化の容易な着磁性微粉原料がシュート上を滑り落ちるときの抵抗を調整（大きく）すること、即ち、焼結配合原料中の該着磁性微粉原料の速度を抑制して、このことによって焼結原料装入層の上層部に偏析装入されるように運転する方法である。

　なお、前記磁力Ｆ_Ｍを際限なく大きくすること、即ち、磁化の容易な着磁性微粉原料をシュート上に付着させないようにすることは好ましくない。表２は、Ｆ_Ｍを０～１０．５×１０^－３Ｎとした場合の離散要素法によるシュート下端での磁力Ｆ_Ｍと着磁性微粉原料のシュート下端部での速度ν_ｍとの関係を調べたシミュレーション結果である。この表に示すように、磁力（Ｆ_Ｍ）が大きすぎて摩擦抵抗が非常に大きくなりすぎた例（Ｓ１：０／５ν_１）では、シュート上に着磁性微粉原料が付着している。これにより、幅方向での装入が不均一になってしまう可能性や、最悪の場合、付着物によりシュートＦ_Ｍ上が閉塞し、装入自体が不可能になってしまうおそれがある。一方、磁力を全く与えない例（Ｓ６：５／５ν_１）では、偏析装入が全くできていない。一方、Ｓ２は、磁力（Ｆ_Ｍ＝１０．０×１０^－３Ｎ）によるブレーキ効果が大きいため、原料装入層の密度が過剰に低下（空隙率が増加）し、通気性が良く生産率が向上するものの、歩留まりが低下する。また、Ｓ５は磁力（Ｆ_Ｍ＝０．４×１０^－３Ｎ）が弱く、装入速度ν_ｍが大きく、偏析装入の効果が弱いという結果を示した。従って、磁力Ｆ_Ｍは、着磁性微粉原料のシュート下端部での速度ν_ｍとの関連において調整することが有効であることが分かる。また、Ｓ３、Ｓ４は偏析状況がいずれも良好なケースであり、しかも原料装入層の密度が過剰に低下（空隙率が増加）することがないので通気性も良く、歩留りや生産率も良好である。

　以上のことから、前記磁力Ｆ_Ｍの調整は、以下の基準に基づいて行なう。即ち、磁力Ｆ_Ｍの好適範囲は、シュート下端での着磁性微粉原料と非着磁性粗・細粒原料との速度差（速度比）に基づき、焼結パレット上で着磁性微粉原料が焼結原料装入層の上部に偏析して堆積するように調整することが好ましい。

　そのために、本発明では、上記エネルギー保存式である前記式（４）において、シュート上への落下位置での速度（初速度）をν_０、シュート下端での磁力が与えられていないときの速度をν_１（非着磁性原料の速度と同じ）としたとき、シュート下端部での前記着磁性微粉原料の速度ν_ｍが下記の範囲内となるように、磁力Ｆ_Ｍを調整する。

　磁力Ｆ_Ｍとシュート下端部での速度ν_ｍとの関係は、着磁性微粉原料のシュート下端部での速度を０、１／５ν_１、２／５ν_１、３／５ν_１、４／５ν_１、ν_１に設定した試験（Ｓ１～Ｓ６）での、表２に示す結果から明らかである。即ち、表２に示したように、該着磁性微粉原料のシュート下端部での速度ν_ｍが、１／５ν_１～４／５ν_１の範囲にあるとき前記偏析装入の状況が良好となり、特に、２／５ν_１～３／５ν_１の範囲でさらに歩留りが良好となる。

　そこで、本発明では、前述した所定量（５～３０ｍａｓｓ％）の着磁性微粉原料を含む焼結配合原料を焼結記パレット上に装入するに当たっては、該着磁性微粉原料のＦｅＯ含有量、粒径や配合量を考慮し、質量ｍや磁化率Ｘが変化した場合、使用する磁石の磁束密度（Ｈ）とシュート表面と磁石との距離χおよびシュート角度を予め調整した上で、前記シュート下端部での該着磁性微粉原料の滑り落ちる速度ν_ｍが一定の範囲内（非着磁性原料のシュート下端速度がν_１であるとき、１／５ν_１～４／５ν_１）になるように、前記磁石による磁力Ｆ_Ｍを調整することで、焼結配合原料中の着磁性微粉原料のみをパレット上の焼結原料装入層の上層部に選択的に堆積させることができるようになる。

　結局、与えられた一定の条件（着磁性微粉原料のＦｅＯの含有量、平均粒径、この原料の配合割合等）の下で、前記磁力Ｆ_Ｍの望ましい範囲、即ち、着磁性微粉原料を常に焼結原料装入層の上層部にのみ堆積させて、安定して焼結機の操業ができる条件とは、シュート下端部での着磁性微粉原料の速度が、前述した１／５ν_１～４／５ν_１なるように、磁石による磁力Ｆ_Ｍを０．０００４～０．０１の範囲内、望ましくは０．００４～０．００９の範囲内に調整して焼結配合原料の装入を行なうことが、焼結機の安定操業につながるのである。

　図７は、焼結配合原料中の着磁性微粉原料として、ＦｅＯ：７．０ｍａｓｓ％の焼結返鉱：１５ｍａｓｓ％、ＦｅＯ：４．７ｍａｓｓ％のマグネタイト系微粉鉄鉱石：５ｍａｓｓ％含有するものを、前記式（４）中の磁力Ｆ_Ｍ：０．０１Ｎに設定して装入するシミュレーション結果を示すものであるが、該着磁性微粉原料のシュート上での速度が低下し、その大半が焼結原料層の上層部に堆積することが明らかである。

　次に、図８は、焼結配合原料中の着磁性微粉原料として、ＦｅＯ：７．０ｍａｓｓ％の焼結返鉱：１５ｍａｓｓ％、ＦｅＯ：４．７ｍａｓｓ％のマグネタイト系微粉鉄鉱石：５ｍａｓｓ％含有するものを、同じように磁力Ｆ_Ｍを０．０１Ｎ超に設定してシュミレーションしたところ、一定速度での焼結配合原料の装入ができなくなり、焼結機の操業の障害となる。

　次に、図９は、焼結配合原料中の着磁性微粉原料として、ＦｅＯ：７．０ｍａｓｓ％の焼結返鉱：１５ｍａｓｓ％、ＦｅＯ：４．７ｍａｓｓ％のマグネタイト系微粉鉄鉱石：５ｍａｓｓ％含有するものを、同じように磁力Ｆ_Ｍを０．００４Ｎに設定してシミュレーションしたところ、望ましい偏析装入になることが分かる。

　次に、図１０は、焼結配合原料中の着磁性微粉原料として、ＦｅＯ：７．０ｍａｓｓ％の焼結返鉱：１５ｍａｓｓ％、ＦｅＯ：４．７ｍａｓｓ％のマグネタイト系微粉鉄鉱石：５ｍａｓｓ％含有するものを、通常装入する例であり、磁力Ｆ_Ｍ：０に設定してシミュレーションしたところ、着磁性微粉原料の偏析装入は全く期待できないことが分かる。

　以下で述べる実施例は、図１１に示す実機装入装置を模擬した実験装置を用い、焼結配合原料の装入実験を行なった。この実験では、表３に示す配合で、マグネタイト系微粉鉱石や焼結返鉱等の着磁性微粉原料を含む焼結配合原料を用いた。そして、上記シミュレータ上方に設置したホッパー内に上記焼結配合原料を充填し、表４に示す条件にてシュートを使って模擬パレット上に装入した。模擬パレット上に装入して得られた装入層の上層部、中層部、下層部からそれぞれ焼結配合原料を採取し、化学分析によるマグネタイト成分（ＦｅＯ）の偏析状況を調査した。さらにその後、装入後の焼結配合原料を焼結鍋試験装置に移して焼結実験を行ない、生産性への影響等を調査した。
　この実施例における磁力（Ｆ_Ｍ）とシュート下層部での速度（ν_ｍ）は、表３に示すとおり、本発明に適合する条件（Ｔ１～Ｔ６）では、６．０×１０^-3Ｎ、およびこのときの速度ν_ｍは３／５ν_１の条件であった。

　前記焼結鍋試験装置による装入実験の結果によると、図１２に示すように、背面に磁石を配置したシュートによって、マグネタイト系微粉鉄鉱石を１０ｍａｓｓ％、焼結返鉱２０ｍａｓｓ％、残部として粉状鉄鉱石と石灰石を配合した焼結配合原料を、本発明に適合する装入例（Ｔ６）と、磁石を配置していないシュートによる装入例である比較例（Ｔ８）とにおける、着磁成分（ＦｅＯ）の偏析状況を比較したところ、磁石を設置したシュートを使って装入した発明例（Ｔ６）では、着磁成分を含有する焼結配合原料は、装入層の上層部に偏析していることが確認できた。

　さらに、この実験における発明例および比較例について、マグネタイト系微粉鉄鉱石の配合比率による生産率の変化を図１３に示す。この図に示す結果から明らかなように、着磁性微粉原料を含まない場合（Ｔ１）に比べて、着磁性微粉原料を５ｍａｓｓ％配合した条件（Ｔ２）では、着磁成分が少なく、装入速度の低減効果が十分に得られず、焼結機での生産性もあまり変化しない。一方、本発明に適合する例（Ｔ３～Ｔ６）では、着磁性微粉原料による装入速度の低減効果が十分に得られ、着磁性微粉原料を含まない場合（Ｔ１）に比べて生産性が改善する。一方、着磁性微粉原料を４０ｍａｓｓ％配合した条件（Ｔ７）では、微粉の比率が増加し、上層部のみでなく、中層部以下にも微粉が混入してくるため、生産性を高く維持することができなくなった。従って、本発明においては、焼結配合原料中の着磁性微粉原料の配合量は、５ｍａｓｓ％～３０ｍａｓｓ％以下、好ましくは２０ｍａｓｓ％以上～３０ｍａｓｓ％以下ときに効果が顕著に現れることがわかった。

　本発明に係る技術は、本発明で指定したものよりも粒径が大きく、また、着磁性微粉原料の量が少ないか多い焼結配合原料を装入する場合においても、効果の差はあるものの適用は可能である。

Claims

焼結配合原料を、背面に磁石を配設してなるシュートを介して焼結機のパレット上に装入して焼結する焼結機の操業方法において、
上記焼結配合原料は、この原料のうちの５～３０ｍａｓｓ％が、ＦｅＯの含有量が４．５ｍａｓｓ％以上で、粒径が算術平均径で０．２～２．５ｍｍの大きさを有し、かつそのうちには２５０μｍ以下の微粉の量が重量割合で６０ｍａｓｓ％以下である着磁性微粉原料であり、
　この着磁性微粉原料をパレット上に装入するとき、該シュートに対して磁力（Ｆ_Ｍ）を与えないとき（Ｆ_Ｍ＝０）のシュート下端部での前記焼結配合原料の速度をν_１とするとき、該シュート下端部での前記着磁性微粉原料の速度ν_ｍが、１／５ν_１～４／５ν_１の速さとなるように、前記磁石の磁力Ｆ_Ｍを調整することを特徴とする焼結機の操業方法。
　前記２５０μｍ以下の微粉の量が重量割合で５ｍａｓｓ％以上であることを特徴とする請求項１に記載の焼結機の操業方法。
　前記シュート下端部での前記着磁性微粉原料の速度ν_ｍは、２／５ν_１～３／５ν_１の速さであることを特徴とする請求項１または２に記載の焼結機の操業方法。
　前記シュート下端部での前記着磁性微粉原料の速度ν_ｍは、前記磁石の磁力Ｆ_Ｍを０．０００４～０．０１Ｎの範囲内にして調整することを特徴とする請求項１～３のいずれか１に記載の焼結機の操業方法。
前記磁石の磁力Ｆ_Ｍは、下記式によって求められる数値であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１に記載の焼結機の操業方法。
前記着磁性微粉原料は、この原料のうちの少なくとも５～１５ｍａｓｓ％は焼結返鉱であって、残りがマグネタイト系微粉鉄鉱石、ミルスケールおよび製鉄ダストのうちのいずれか１種以上からなるものであることを特徴とする請求項１～５のいずれか１に記載の焼結機の操業方法。