焼結鉱の製造方法および製造設備ならびに粉原料投射装置
【課題】高炉原料として良好な焼結鉱を製造することのできる焼結鉱の製造方法を提供する。
【解決手段】ドラムミキサー３に擬似粒子コーティング用の粉原料１５を装入するに際して、ドラムミキサー３に粉原料１５を投射する投射コンベア８をドラムミキサー３に装入された擬似粒子群１６の上方位置から外れた位置に移動させた後、粉原料１５をドラムミキサー３に投射し、投射コンベア８から投射された粉原料１５が擬似粒子群１６の上に落下することを防止する。
【解決手段】ドラムミキサー３に擬似粒子コーティング用の粉原料１５を装入するに際して、ドラムミキサー３に粉原料１５を投射する投射コンベア８をドラムミキサー３に装入された擬似粒子群１６の上方位置から外れた位置に移動させた後、粉原料１５をドラムミキサー３に投射し、投射コンベア８から投射された粉原料１５が擬似粒子群１６の上に落下することを防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉原料として用いられる焼結鉱を製造する方法とその製造設備に関する。また、本発明は焼結鉱を製造するときに用いられる粉原料投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉原料として用いられる焼結鉱は、粒径１０ｍｍ以下の鉄鉱石を主原料とし、かつ珪石、蛇紋岩等のＳｉＯ２含有原料と生石灰、石灰石等の石灰石系粉原料および粉コークス等の固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をドラムミキサーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造されるのが一般的である。
このような方法により製造される焼結鉱の被還元性は、高炉の操業を大きく左右する因子となる。例えば、焼結鉱の被還元性と高炉でのガス利用率との間には正の相関があり、高炉でのガス利用率は燃料比との間に負の相関がある。このため、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。また、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、焼結鉱の冷間強度に下限基準を設定して操業を行っている。従って、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。
【０００３】
そこで、特許文献１あるいは特許文献２には、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、ＳｉＯ２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ドラムミキサーで造粒するに際し、ドラムミキサーの装入口から石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を除いた、鉄鉱石とＳｉＯ２含有原料とからなる焼結原料を装入すると共に、ドラムミキサーの出側から石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を装入し、装入された石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を擬似粒子の外表面に付着させて焼結原料を造粒する方法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献３には、ドラムミキサーの装入口から焼結原料を装入すると共に、ドラムミキサーの出側から石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を装入し、装入された石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を擬似粒子の外表面に付着させて焼結原料を造粒するに際して、ドラムミキサーの出側から追加装入される石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料の分散幅を拡げて擬似粒子の外表面に付着させるために、コンベアをドラムミキサーの軸方向に対し斜めに配置して、幅方向の装入位置を変更する技術が記載されている。
【０００５】
また、特許文献４には、鉄鉱石とＳｉＯ２含有原料を混合用ドラムミキサーに装入して混合攪拌し、次いで混合用ドラムミキサーから排出された混合物をディスクペレタイザーに供給して石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料とを含まない擬似粒子を造粒した後、造粒された擬似粒子をコーティング用ドラムミキサーに装入すると共にコーティング用ドラムミキサーの内部に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料とを投射して焼結原料を造粒する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７５５４５２号公報
【特許文献２】特許第３６５６６３２号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００４／０５５２２４パンフレット
【特許文献４】特開２０１１−３２５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜４に記載された方法によると、被還元性に優れ、かつ冷間強度が高い高炉用焼結鉱を製造することが可能であるが、次のような問題点があった。すなわち、石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料などの粉原料を図２３（ａ）に示す投射コンベア８からドラムミキサー３に投射すると、投射コンベア８から投射された粉原料１５の大部分は、粉原料１５よりも先にドラムミキサー３に装入され造粒された擬似粒子群１６の上に落下する。このとき擬似粒子群１６の中に粗粒の擬似粒子１６ａが存在すると、擬似粒子群１６の上に落下した粉原料１５が粗粒擬似粒子１６ａの表面に過剰に付着した状態でドラムミキサー３から排出される。さらに、ドラムミキサー３の内面には付着物が生成されやすく、ドラムミキサー３の内面に付着した付着物が成長すると、付着物自身の付着力とドラムミキサー３の回転による遠心力でドラムミキサー３の内面に付着していた付着物１６ｂが投射コンベア８の上に落下しやすい。このため、ドラムミキサー３の出側から粉原料１５を投射コンベア８により供給する際には、投射コンベア８の先端がドラムミキサー３の内部に位置しないように遠方からの投射が必要であった。
【０００８】
また、図２３（ｂ）に示すように、擬似粒子群１６の上に投下された粉原料１５はｙ軸方向（ドラムミキサー３の円周方向）に流れ落ちるものと、ドラムミキサー３の出口に向かって移動するものとに分かれ、領域αでは、被覆済みの擬似粒子に粉原料が再接触する。このため、ドラムミキサー３の内部に粉原料１５を投射して擬似粒子の外表面を粉原料１５でコーティングする際にコーティングむらが発生しやすくなり、高炉原料として良好な焼結鉱を製造することが難しいという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点に着目してなされたものであり、高炉原料として良好な焼結鉱を製造することのできる焼結鉱の製造方法および製造設備を提供することを目的とするものである。また、本発明の他の目的は、石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料などの粉原料をドラムミキサーの内部に投射するときに好適な粉原料投射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料および石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をディスクペレタイザーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造方法であって、前記焼結原料の内、前記鉄鉱石と前記ＳｉＯ２含有原料とからなる原料を前記ディスクペレタイザーに装入して造粒し、次いで造粒後の擬似粒子をコーティング用ドラムミキサーに装入し、前記石灰石系粉原料および／または前記固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置を前記ドラムミキサーに装入された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料および石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をドラムミキサーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造方法であって、前記焼結原料の内、前記鉄鉱石と前記ＳｉＯ２含有原料とからなる原料を前記ドラムミキサーに装入して造粒し、次いで造粒後の擬似粒子をコーティング用ドラムミキサーに装入し、前記石灰石系粉原料および／または前記固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置を前記ドラムミキサーに装入された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料および石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をドラムミキサーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造方法であって、前記焼結原料の内、前記鉄鉱石と前記ＳｉＯ２含有原料とからなる原料を前記ドラムミキサーに装入して造粒し、次いで前記ドラムミキサーの排出側に前記石灰石系粉原料および／または前記固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置を前記ドラムミキサーに装入された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、前記粉原料投射装置の移動位置が前記擬似粒子群の裾野を外れた位置であることを特徴とする。
請求項５の発明は、前記粉原料投射装置として、前記粉原料を前記ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車と、を有するものを用い、前記投射コンベア、前記コンベア支持台車および前記ガイドレールを前記ガイドレール支持台車により所定位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、前記粉原料投射装置として、前記コンベア支持台車に対して前記投射コンベアを上下方向に傾けるコンベア傾斜機構を有するものを用い、前記投射コンベアの先端部が上向きなるように前記投射コンベアを前記コンベア傾斜機構により傾斜させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする。
請求項７の発明は、前記コーティング用ドラムミキサーの内部に前記粉原料を前記ドラムミキサーの出口側から装入することを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、前記コーティング用ドラムミキサーの内部に前記粉原料を前記ドラムミキサーの入口側から装入することを特徴とする。
請求項９の発明は、鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造設備であって、前記焼結原料を造粒するディスクペレタイザーと、前記焼結原料の表面をコーティングするコーティング用ドラムミキサーと、該ドラムミキサーの内部に粉原料を投射する粉原料投射装置とを備え、前記粉原料を前記コーティング用ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを前記粉原料投射装置が有することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０の発明は、鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造設備であって、前記焼結原料を造粒するドラムミキサーと、前記焼結原料の表面をコーティングするコーティング用ドラムミキサーと、該コーティング用ドラムミキサーの内部に粉原料を投射する粉原料投射装置とを備え、前記粉原料を前記コーティング用ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを前記粉原料投射装置が有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１１の発明は、鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造設備であって、前記焼結原料を造粒するドラムミキサーと、該造粒するドラムミキサーの排出側からドラムミキサー内部に粉原料を投射する粉原料投射装置とを備え、前記粉原料を前記ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを前記粉原料投射装置が有することを特徴とする。
【００１８】
請求項１２の発明は、前記コンベア支持台車に対して前記投射コンベアを上下方向に傾けるコンベア傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする。
請求項１３の発明は、焼結鉱を製造するときに用いられる粉原料投射装置であって、前記焼結鉱の副原料である固体燃料系粉原料または石灰石系粉原料をドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを備えたことを特徴とする。
請求項１４の発明は、前記コンベア支持台車に対して前記投射コンベアを上下方向に傾けるコンベア傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜１０の発明によれば、ドラムミキサーに粉原料を装入する際にドラムミキサーに装入され造粒された擬似粒子群の上に粉原料が落下することを防止でき、粉原料投射装置から投射された粉原料がドラムミキサーの内周面上に落下するため、粉原料投射装置から投射された粉原料がドラムミキサーの内周面上に堆積する擬似粒子堆積層の上に滞留したままの状態でドラムミキサーから排出されることを抑制することが可能となる。これにより、擬似粒子の外表面を粉コークス等の固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料でコーティングする際に擬似粒子の粒子径に左右されることなく擬似粒子の外表面を固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料でコーティングすることが可能となるので、高炉原料として良好な焼結鉱を製造することができる。
【００２０】
請求項１１，１２の発明によれば、焼結鉱の主原料とＳｉＯ２含有原料とからなる混合物を造粒して得られた擬似粒子をドラムミキサーに装入して擬似粒子の外表面を固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料でコーティングする際に固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料を擬似粒子の粒子径に左右されることなく擬似粒子の外表面に付着させることが可能となるので、石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料などの粉原料をドラムミキサーの内部に投射するときに好適な粉原料投射装置を提供できる。
請求項１３，１４の発明によれば、石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料などの粉原料をドラムミキサーの内部に投射するときにより好適な粉原料投射装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】焼結鉱製造設備の一例を示す図である。
【図２】粉原料投射装置の一例を示す図である。
【図３】図２に示す粉原料投射装置の作用を説明するための図である。
【図４】石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を除いた焼結原料をドラムミキサーで混合・造粒する場合の一実施形態を説明するための図である。
【図５】ドラムミキサーから排出された擬似粒子の外表面を調査した結果を示す図である。
【図６】図２に示す投射コンベアの粉原料搬送速度と投射コンベアから投射された粉原料により擬似粒子の表面をコーティングするコーティング時間との関係を調査した結果を示す図である。
【図７】図２に示す粉原料投射装置の投射コンベアから投射された粉原料の水平到達距離と投射コンベア先端からの粉原料の落下高さとの関係を調査した結果を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図９】第２の実施形態でコーティング用ドラムミキサー内に投射される石灰石系粉原原料と固体燃料系粉原料の投射位置を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図１１】第３の実施形態でコーティング用ドラムミキサー内に投射される石灰石系粉原原料と固体燃料系粉原料の投射位置を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図１３】第４の実施形態でコーティング用ドラムミキサー内に投射される石灰石系粉原原料と固体燃料系粉原料の投射位置を示す図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図１６】本発明の第７の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図１７】第７の実施形態で造粒用ドラムミキサー内に投射される石灰石系粉原原料と固体燃料系粉原料の投射位置を示す図である。
【図１８】本発明の第８の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図１９】本発明の第９の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図２０】本発明の第１０の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図２１】従来方法で造粒された焼結原料と本発明方法で造粒された焼結原料のＣａＯ濃度を示す図である。
【図２２】焼成後の焼結原料中に存在するヘマタイト組織、マグネタイト組織、カルシウムフェライト組織およびシリケートスラグ組織の存在比率を示す図である。
【図２３】従来技術の問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１〜図２２を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は高炉用焼結鉱を製造するときに用いられる焼結鉱製造設備の一例を示す図であり、図１に示される焼結鉱製造設備は混合用ドラムミキサー１、ディスクペレタイザー２、コーティング用ドラムミキサー３、石灰石系粉原料投射装置４、固体燃料系粉原料投射装置５およびドワイトロイド式焼結機６を備えている。
混合用ドラムミキサー１は焼結鉱の主原料をＳｉＯ２含有原料と共に混合するものであって、円筒状に形成されたミキサー本体と、このミキサー本体を回転駆動する駆動モータとで構成されている。なお、焼結鉱の主原料としては、粗粒鉄鉱石、ペレットフィード、返鉱などが挙げられる。
【００２３】
ディスクペレタイザー２は混合用ドラムミキサー１から排出された混合物を造粒するものであって、このディスクペレタイザー２で造粒された混合物は例えば粒径が３ｍｍ〜１３ｍｍ程度の擬似粒子となってコーティング用ドラムミキサー３に供給される。
コーティング用ドラムミキサー３はディスクペレタイザー２で造粒された擬似粒子の外表面を石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料でコーティングするためのものであって、円筒状に形成されたミキサー本体と、このミキサー本体を回転駆動する駆動モータとで構成されている。
【００２４】
石灰石系粉原料投射装置４は石灰石等の石灰石系粉原料をコーティング用ドラムミキサー３の内部に投射するものであって、コーティング用ドラムミキサー３の入口側に配置されている。
固体燃料系粉原料投射装置５は粉コークス等の固体燃料系粉原料をコーティング用ドラムミキサー３の内部に投射するものであって、コーティング用ドラムミキサー３の出口側に配置されている。
【００２５】
ドワイトロイド式焼結機６はコーティング用ドラムミキサー３から排出された擬似粒子を焼成するものであって、擬似粒子を図中矢印方向に水平搬送するコンベア６１と、このコンベア６１上の擬似粒子を下方から吸引する複数のブロワー６２とを有している。また、ドワイトロイド式焼結機６は粉コークス等の固体燃料系粉原料を点火する点火炉６３を有し、この点火炉６３はコンベア６１の上方に配置されている。
【００２６】
図１に示される焼結鉱製造設備により高炉用焼結鉱を製造する場合は、まず、焼結鉱の主原料をＳｉＯ２含有原料と共に混合用ドラムミキサー１に装入する。次に、混合用ドラムミキサー１を回転させ、装入された主原料とＳｉＯ２含有原料を水と共に混合する。そして、混合用ドラムミキサー１から排出された混合物をディスクペレタイザー２に供給し、主原料とＳｉＯ２含有原料とからなる混合物を焼結原料の擬似粒子として造粒する。
【００２７】
このようして石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を含まない擬似粒子をディスクペレタイザー２で造粒したならば、造粒された擬似粒子をコーティング用ドラムミキサー３に装入し、コーティング用ドラムミキサー３を回転させる。次に、石灰石系粉原料投射装置４からコーティング用ドラムミキサー３の内部に石灰石系粉原料を装入すると共に、固体燃料系粉原料投射装置５からコーティング用ドラムミキサー３の内部に固体燃料系粉原料を装入し、コーティング用ドラムミキサー３に装入された粉原料で擬似粒子の表面をコーティングして焼結原料を造粒する。そして、コーティング用ドラムミキサー３から排出された焼結原料をドワイトロイド式焼結機６に供給して高炉用焼結鉱を製造する。
【００２８】
図２はコーティング用ドラムミキサーの内部に石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料などの粉原料を投射するときに用いられる粉原料投射装置の一例を示す図であり、図２に示される粉原料投射装置７は投射コンベア８、コンベア支持台車９、左右一対のガイドレール１０、ガイドレール支持台車１１およびコンベア傾斜機構１２を備えている。
投射コンベア８はコーティング用ドラムミキサー３の内部に粉原料を搬送して投射するものであって、コンベア支持台車９の上に搭載されている。
【００２９】
コンベア支持台車９は投射コンベア８をコーティング用ドラムミキサー３の軸方向に移動可能に支持するものであって、ガイドレール１０の上に走行可能に載置されている。
ガイドレール１０はコンベア支持台車９をコーティング用ドラムミキサー３の軸方向に案内するものであって、ガイドレール支持台車１１の上に設置されている。
ガイドレール支持台車１１はガイドレール１０をコーティング用ドラムミキサー３の軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するものであって、コーティング用ドラムミキサー３の軸方向と直交する横方向に走行する複数（例えば６つ）の走行車輪１３を有している。
コンベア傾斜機構１２はコンベア支持台車９に対して投射コンベア８を上下方向に傾けるものであって、投射コンベア８とコンベア支持台車９との間に配置された複数のジャッキ１４から構成されている。
【００３０】
図３は図２に示す粉原料投射装置の作用を説明するための図であり、上述した粉原料投射装置７を用いてコーティング用ドラムミキサー３の内部に石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を投射する場合は、図３（ａ）に示すように、ドラムミキサー３に装入された擬似粒子群１６の上方に投射コンベア８の先端部が位置しないように投射コンベア８、コンベア支持台車９及びガイドレール１０をガイドレール支持台車１１によりコーティング用ドラムミキサー３の軸方向と直交する横方向に移動させるとともに、投射コンベア８の俯仰角度が所定の角度（例えば２５°前後）となるように投射コンベア８をコンベア傾斜機構１２により傾斜させる。そして、投射コンベア８が所定位置に移動したならば投射コンベア８から粉原料１５をコーティング用ドラムミキサー３の内部に投射する。
このとき投射コンベア８から投射された粉原料１５は、図３（ｂ）に示す位置Ａに落下する。この位置Ａはドラムミキサー３に装入された擬似粒子群１６の裾野を外れた位置であり、投射コンベア８から投射された粉原料１５はドラムミキサー３の内周面上に落下する。
【００３１】
投射コンベア８から投射された粉原料１５がドラムミキサー３の内周面上に落下すると、ドラムミキサー３の内周面上に落下した粉原料１５は、図３（ｂ）に矢印で示すように、ドラムミキサー３の回転に伴ってドラムミキサー３の円周方向に相対移動する。そして、ドラムミキサー３の円周方向に相対移動した粉原料１５が図３（ｂ）に示す位置Ｂに到達すると、擬似粒子群１６の上面側に回り込み、擬似粒子群１６の上面部全体にわたって供給される。このとき擬似粒子群１６の上面部に供給された粉原料１５は各擬似粒子の表面に付着し、擬似粒子の表面を均一に被覆する。
【００３２】
このように、石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料などの粉原料１５をドラムミキサー３に装入するに際して、粉原料投射装置７をドラムミキサー３に装入された擬似粒子群１６の上方位置から外れた位置に移動させた後、粉原料１５をドラムミキサー３に装入すると、粉原料投射装置７の投射コンベア８から投射された粉原料１５がドラムミキサー３の内周面上に落下する。これにより、粉原料投射装置７から投射された粉原料１５が擬似粒子群１６の上に落下し、粗粒擬似粒子１６ａの表面に過剰に付着した状態でドラムミキサー３から排出されることを抑制できると共に、表面に粉原料１５が均一に付着した焼結原料を造粒することが可能となる。従って、焼結鉱の主原料とＳｉＯ２含有原料とからなる混合物を造粒して得られた擬似粒子をコーティング用ドラムミキサー３に装入して擬似粒子の外表面を固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料でコーティングする際に、固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料を擬似粒子の粒子径に左右されることなく擬似粒子１６の外表面に付着させることができる。
【００３３】
また、ここでいう擬似粒子群の裾野を外れた位置とは、ドラムミキサー３の回転による遠心力と自身の付着力でドラムミキサー内面に付着していた付着物が落下しやすい位置（図２３参照）から外れた位置のことであり、この位置が粉原料１５の供給位置となるため、粉原料１５を供給する際、ベルトコンベアによる粉原料供給で、その先端がドラムミキサー３の内部に位置したとしても許容される位置となる利点がある。
また、投射コンベア８の俯仰角度が所定の角度となるように投射コンベア８をコンベア傾斜機構１２により傾斜させると、投射コンベア８から投射される粉原料１５の水平到達距離が投射コンベア８を傾斜させない場合と比較して長くなるので、投射コンベア８により搬送される粉原料１５の搬送速度を小さくしてコーティング用ドラムミキサー３の内部に粉原料１５を投射することができる。
【００３４】
また、投射コンベア８の先端部をコーティング用ドラムミキサー３の内部に奥深くまで挿入しなくても粉原料１５の落下位置を所定の位置に確保することが可能となり、これにより、コーティング用ドラムミキサー３の内面から落下する落下物によって投射コンベア８が損傷することを防止することができる。
さらにまた、粉原料１５をドラムミキサー３に装入する際に粉原料投射装置７の投射コンベア８をドラムミキサー３に装入された擬似粒子群１６の上方位置から外れた位置に移動させることで、ドラムミキサー３の内面から落下する落下物の落下衝撃を受けない位置に投射コンベア８が位置することになるため、投射コンベア８の先端部をコーティング用ドラムミキサー３の内部に挿入したとしても、投射コンベア８が損傷を受けることが軽減される。
【００３５】
また、図１で示した例は、ディスクペレタイザーで造粒し、固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料をコーティング用ドラムミキサーで被覆する例を示しているが、焼結用原料をドラムミキサーを用いて造粒し、擬似粒子とした焼結原料に対し、固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料を被覆する場合も同様であり、コーティング用ドラムミキサーを用いることができる。
さらに、ドラムミキサーによる造粒の場合は、ドラムミキサーの排出側に固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料を供給することによりドラムミキサー自体がコーティング用ドラムミキサーと同じ機能を果たすことになる。
【００３６】
すなわち、焼結原料のうち、鉄鉱石とＳｉＯ２含有原料とからなる原料をドラムミキサーに装入し、次いでドラムミキサーの排出側に石灰石系粉原料および／または固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置をドラムミキサーに装入され造粒された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、粉原料をドラムミキサーに装入することにより、ドラムミキサー内で造粒され擬似粒子とした焼結原料に対し、固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料を被覆することができる。
【００３７】
図４は、焼結原料を混合・造粒するドラムミキサー１７の排出側に粉原料（固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料）投射位置を配置し、粉原料投射装置により固体燃料系粉原料、石灰石系粉原料のいずれかを投射した図であり、図３で示すコーティング用ドラムミキサー３の機能を、ドラムミキサー１７の排出側に持たせた例である。図４の場合は、ドラムミキサー１７内の排出側内部位置が、粉原料の投射位置となる。すなわち、焼結原料は、ドラムミキサー１７の装入側からドラムミキサー１７内に装入され、装入された焼結原料はドラムミキサー１７の回転によって混合・造粒され、排出側では焼結原料は擬似粒子化されている。この排出側を粉原料の投射位置とするのであり、投射位置は図３と同様にドラムミキサー１７内の擬似粒子群１６の裾野を外れた位置であり、投射コンベア８から投射された固体燃料系粉原料および／または石灰石系粉原料１５をドラムミキサー１７の内周面上に落下させるのである。
【００３８】
なお、ドラムミキサー１７は、単体で構成されるほか、混合・造粒機能の各機能に分担された、混合用ドラムミキサー及び造粒用ドラムミキサーとして２機のドラムミキサーとして使用が行われているものであり、この場合は、造粒用ドラムミキサーの排出側を粉原料の投射位置とする。
【００３９】
コーティング用ドラムミキサー３から排出された擬似粒子およびドラムミキサー１７の排出側で粉原料を投射し排出された擬似粒子の外表面を調査した結果を図５に示す。図５（ａ）は図２３（ａ）に示す位置に投射コンベア８を位置させた状態で粉コークスをコーティング用ドラムミキサー３の内部に投射した場合を示し、図５（ｂ）は図３（ｂ）に示す位置に投射コンベア８を位置させた状態で粉コークスをコーティング用ドラムミキサー３の内部に投射した場合を示している。また、図５の「＋８．０ｍｍ」は粒子径が８．０ｍｍ以上の擬似粒子を示し、「−０．２５ｍｍ」は粒子径が０．２５ｍｍ未満の擬似粒子を示している。
【００４０】
投射コンベア８が図２３（ａ）に示す位置にある場合は、図５（ａ）に示すように、コーティング用ドラムミキサー３に装入された擬似粒子のうち粒子径が４．７５ｍｍ以上のものに粉コークスが多く付着する。これに対し、投射コンベア８が図３（ｂ）に示す位置にある場合は、図５（ｂ）に示すように、コーティング用ドラムミキサー３に装入された擬似粒子のうち最も多く存在する粒子径（１．０〜２．８ｍｍ）のものや粒子径が２．８ｍｍより小さいものにも粉コークスが付着することがわかる。これは、ドラムミキサー内部において、造粒物（擬似粒子）の堆積面では、粒度偏析が起こっており、堆積面の上層ほど粗粒のものが多く存在し、堆積面の下層ほど細粒のものが多いことが知られている。本発明によると、堆積面の上層部に存在する粗粒造粒物への外装材（石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料）の付着過多を抑制できることを示している。
【００４１】
したがって、ドラムミキサーの内部に粉コークス等の固体燃料系粉原料を投射する装置として、図２に示した粉原料投射装置７を用いることで、焼結鉱の主原料とＳｉＯ２含有原料とからなる混合物を造粒して得られた擬似粒子をドラムミキサーに装入して擬似粒子の外表面を固体燃料系粉原料でコーティングする際に固体燃料系粉原料を擬似粒子の粒子径に左右されることなく擬似粒子の外表面に付着させることが可能となるので、高炉原料として良好な焼結鉱を製造することができる。
【００４２】
図６は図２に示す投射コンベアの粉原料搬送速度と投射コンベアから投射された粉原料により擬似粒子の表面をコーティングするコーティング時間との関係を調査した結果を示す図であり、図６に示されるように、投射コンベア８の速度を増加させると、コーティング用ドラムミキサー３の内周面に落下する粉原料の落下範囲が広くなり、コーティング時間にばらつきが発生しやすくなる。これを防止するためには投射コンベア８の速度を小さくする必要があるが、投射コンベア８の速度を小さくすると投射コンベア８から放出された固体燃料系粉原料がドラムミキサー内の擬似粒子まで到達しない可能性がある。
【００４３】
図２に示す粉原料投射装置７の投射コンベア８から投射された粉原料の水平到達距離と投射コンベア先端からの粉原料の落下高さとの関係を調査した結果を図７に示す。
図７中実線ａは投射コンベア８を水平にした状態で粉原料を２４０ｍ／ｍｉｎの速度で投射した場合を示し、一点鎖線ｂはコーティング用ドラムミキサー３の内部に突出する投射コンベア８の突出量を３００ｍｍにした状態で粉原料を２１０ｍ／ｍｉｎの速度で投射した場合を示している。
【００４４】
また、図７中破線ｃは投射コンベア８の高さを高くした状態で粉原料を２１０ｍ／ｍｉｎの速度で投射した場合を示し、二点鎖線ｄは投射コンベア８の俯仰角度を上向きに２５度にした状態で粉原料を２１０ｍ／ｍｉｎの速度で投射した場合を示している。
図７に示されるように、投射コンベア８の俯仰角度を２５度にすると、投射コンベア８の速度が２１０ｍ／ｍｉｎであっても粉原料の水平到達距離がドラムミキサー内の擬似粒子に届く距離となることがわかる。
【００４５】
したがって、上述のように、投射コンベア８の俯仰角度が所定の角度となるように投射コンベア８をコンベア傾斜機構１２により傾斜させてから粉原料をドラムミキサーの内部に投射することで、粉原料の水平到達距離が増大し、これにより、投射コンベア８により搬送される粉原料の搬送速度を小さくしてドラムミキサー内部の造粒された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に粉原料を投射することが可能となるので、高炉原料としてより良好な焼結鉱を製造することができる。
【００４６】
上述した本発明の第１の実施形態では、ドワイトロイド式焼結機６で焼成される擬似粒子を造粒する際に粉コークス等の固体燃料系粉原料をコーティング用ドラムミキサー３の出口側から投射して擬似粒子を造粒するようにしたが、コーティング用ドラムミキサー３に導入される焼結原料は擬似粒子となっているため、固体燃料系粉原料をコーティング用ドラムミキサー３の入口側から投射して擬似粒子を造粒するようにしてもよい。また、投射コンベア８から投射される粉原料が石灰石系粉原料であっても同様である。
【００４７】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。この第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は擬似粒子を造粒するディスクペレタイザーがドラムミキサーとなり、ドラムミキサーとして単一のドラムミキサー１７を用いる点が異なる他はコーティング用ドラムミキサー３を用いる点で同じである。図８に示す実施形態では、鉄鉱石、ＳｉＯ2含有原料がドラムミキサー１７で混合・造粒されて擬似粒子となり、擬似粒子となった焼結原料がコーティング用ドラムミキサー３に装入される。そして、コーティング用ドラムミキサー３において、その装入側から石灰石系粉原料が投射され、排出側から固体燃料系原料である粉コークスが投射されることで擬似粒子のコーティングが行われる。その結果、焼結原料の擬似粒子表面に石灰石系粉原料が付着し、その最外層位置に粉コークスが付着することで焼結の生産性が向上し、しかも焼結時に石灰石系粉原料が擬似粒子表層部に存在するため、焼結鉱の塊表面に強度の高いカルシウムフェライトを、また塊内部には被還元性の高いヘマタイトを生成した、高炉原料として良好な焼結鉱を製造することができる。
【００４８】
図１０に示す第３の実施形態や図１２に示す第４の実施形態も、ドラムミキサー１７により造粒されて擬似粒子となり、コーティング用ドラムミキサー３で擬似粒子表面をコーティングする点では第２の実施形態と同じであるが、図１０に示す第３の実施形態では、コーティング用ドラムミキサー３の装入側から固体燃料系粉原料である粉コークスと石灰石系粉原料を投射して擬似粒子表面のコーティングを行っている。一方、図１２に示す第４の実施形態では、コーティング用ドラムミキサー３の排出側から固体燃料系粉原料である粉コークスと石灰石系粉原料を投射して擬似粒子表面のコーティングを行っている。
【００４９】
図１０及び図１２に示す実施形態では、ドラムミキサー１７で造粒された擬似粒子の表面に粉コークスと固体燃料系粉原料の混合層が形成され、粉コークスが擬似粒子表面に存在するため燃焼性が良好となり、焼結の生産性が向上し、しかも焼結時に石灰石系粉原料が擬似粒子表層部に存在するため、焼結鉱の塊表面に強度の高いカルシウムフェライトを、また塊内部には被還元性の高いヘマタイトを生成した、高炉原料として良好な焼結鉱を製造することができる。
【００５０】
なお、図８に示すコーティング用ドラムミキサー３の使用において、コーティング用ドラムミキサー３の装入側から石灰石系粉原料が投射され、排出側から固体燃料系粉原料である粉コークスが投射されて擬似粒子のコーティングが行われる投射形態を図９に示す。コーティング用ドラムミキサー３の装入側より、石灰石系粉原料１５Ｂが投射され、コーティング用ドラムミキサー３内に装入された擬似粒子群１６の裾野を外れた位置に石灰石系粉原料１５Ｂを投射する。一方、固体燃料系粉原料である粉コークス１５Ａは、コーティング用ドラムミキサー３の排出側から投射し、コーティング用ドラムミキサー３内の擬似粒子群１６の裾野を外れた位置に粉コークス１５Ａを投射する。
【００５１】
図１０及び図１２に示した実施形態では、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料である粉コークスを、予め混合、あるいは投射コンベア８のベルト上に同時切り出しすることにより積層状態とし、単一の投射コンベア８により、コーティング用ドラムミキサー３内に投射すればよい。または、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料である粉コークスをそれぞれ別の投射コンベア８を用いて投射してもよい。
【００５２】
擬似粒子表面に石灰石系粉原料、擬似粒子の最外層に粉コークス層をコーティングする場合、図１０に示す実施形態では、図１１に示すように、コーティング用ドラムミキサー３の装入側から石灰石系粉原料１５Ｂと粉コークス１５Ａを投射し、コーティング用ドラムミキサー３内に石灰石系粉原料１５Ｂ、それより排出側位置となる部分に粉コークス１５Ａを投射すればよく、粉コークス１５Ａを投射する投射コンベア８より下方位置で別の投射コンベア（図示省略）で石灰石系粉原料１５Ｂを投射することで達成される。
【００５３】
図１２に示す実施形態では、図１３に示すように、コーティング用ドラムミキサー３の排出側から石灰石系粉原料と粉コークスをそれぞれ投射し、コーティング用ドラムミキサー３内に石灰石系粉原料１５Ｂ、それより排出側位置となる部分に粉コークス１５Ａを投射すればよく、石灰石系粉原料投射コンベア８と粉コークス投射コンベア（図示省略）とを用い、遠方になる石灰石系粉原料１５Ｂの投射を石灰石系粉原料投射コンベア８で、近傍になる粉コークス１５Ａの投射を、石灰石系粉原料投射コンベア８より下方に配置した粉コークス投射コンベア（図示省略）で行えばよい。なお、コーティング用ドラムミキサー３は、石灰石系粉原料および／または固体燃料系粉原料をコーティングする滞留時間を確保できる大きさとすればよく、１０〜９０秒のコーティング用滞留時間を考慮すると１５ｍまでの長さを有するドラムミキサーが好ましい。また、長さの長いドラムミキサーをコーティング用ドラムミキサー３として使用する場合は、その排出側から石灰石系粉原料および／または固体燃料系粉原料を投射することで支障なく実施できる。
【００５４】
図１４は、ドラムミキサーとして混合用ドラムミキサー１Ａと、造粒用ドラムミキサー１Ｂとを使用し、造粒用ドラムミキサー１Ｂの排出側で、固体燃料系粉原料である粉コークスが投射され、疑似粒子表面に粉コークスコーティングが行われる第５の実施形態を示している。図１４に示す第５の実施形態では、鉄鉱石、ＳｉＯ2含有原料が混合用ドラムミキサー１Ａに供給され、混合疑似粒子が一部形成された部分で石灰石系粉原料が輸送過程で添加され、造粒用ドラムミキサー１Ｂの排出側で、固体燃料系粉原料である粉コークスが投射され、疑似粒子表面に粉コークスコーティングが行われる。このドラムミキサーとして混合用ドラムミキサー１Ａ、造粒用ドラムミキサー１Ｂを使用するケースでは、固体燃料系粉原料である粉コークスの投射に代え、図１５、図１６に示すように、石灰石系粉原料の投射に代えることもできる。
【００５５】
図１５に示す第６の実施形態では、鉄鉱石、ＳｉＯ２含有原料、固体燃料系粉原料である粉コークスが混合用ドラムミキサー１Ａに供給されて混合され、造粒用ドラムミキサー１Ｂの排出側で、石灰石系粉原料が投射され疑似粒子表面に石灰石系粉原料のコーティングが行われる。
【００５６】
また、図１６に示す第７の実施形態では、造粒用ドラムミキサー１Ｂの排出側で、固体燃料系粉原料である粉コークスおよび石灰石系粉原料が投射され、疑似粒子表面に粉コークスと石灰石系粉原料のコーティングが行われる。
この場合も、粉コークス・石灰石系粉原料のコーティングを行う場合は、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料である粉コークスを予め混合、あるいは投射コンベア８のベルト上に同時切り出しにより積層状態とし、単一の投射コンベア８により、造粒用ドラムミキサー１Ｂ内に投射する形態、または、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料である粉コークスをそれぞれ別の投射コンベア８を用いて投射すればよく、図１７に示すように、造粒用ドラムミキサー１Ｂの排出側から石灰石系粉原料１５Ｂ、粉コークス１５Ａを投射すればよく、図中の投射コンベア８で石灰石系粉原料を粉コークスより遠方に投射し、石灰石系粉原料の投射コンベア８より下方に配した別の投射コンベア（図示省略）により、近傍位置となる粉コークス１５Ａを石灰石系粉原料より排出側となる位置に投射することで達成される。混合用ドラムミキサー１Ａとしてはドラム長さが１２〜２０ｍのドラムミキサーを使用でき、造粒用ドラムミキサー１Ｂとしてはドラム長さが混合用ドラムミキサーより長いドラムミキサー、例えばドラム長さが１６〜２５ｍのドラムミキサーを使用できる。
【００５７】
図１８〜図２０は、ドラムミキサーとして単一のドラムミキサー１７を用いる際の、固体燃料系粉原料である粉コークスおよび石灰石系粉原料のコーティング例を示す実施形態である。図１８に示す第８の実施形態では、鉄鉱石、ＳｉＯ2含有原料、石灰石系粉原料をドラムミキサー１７で造粒し、ドラムミキサー１７の排出側で固体燃料系粉原料である粉コークスのコーティングが行われる。
【００５８】
図１９に示す第９の実施形態では、鉄鉱石、ＳｉＯ2含有原料、固体燃料系粉原料である粉コークスをドラムミキサー１７で造粒し、ドラムミキサー１７の排出側で疑似粒子表面に石灰石系粉原料のコーティングが行われる。
図２０に示す第１０の実施形態では、鉄鉱石、ＳｉＯ2含有原料をドラムミキサー１７で造粒し、ドラムミキサー１７の排出側で疑似粒子表面に固体燃料系粉原料である粉コークスと石灰石系粉原料のコーティングが行われる。
なお、単一のドラムミキサー１７は、ドラム長さが２０〜２５ｍのドラムミキサーを使用でき、焼結原料の造粒用時間を３００〜５００秒に確保することで、混合・造粒を行うことができる。
【００５９】
本発明者らは、図２３に示す方法（従来法）で造粒された焼結原料と本発明方法で造粒された焼結原料のＣａＯ濃度について調査した。その調査結果を図２１に示す。
なお、図２１の「＋８．０ｍｍ」、「＋４．７５ｍｍ」、「＋２．７５ｍｍ」、「＋１．０ｍｍ」、「＋０．５ｍｍ」、「＋０．２５ｍｍ」は粒子径が８．０ｍｍ以上、４．７５ｍｍ以上、２．７５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、０．２５ｍｍ以上の焼結原料を示し、「−０．２５ｍｍ」は粒子径が０．２５ｍｍ未満の焼結原料を示している。また、ＣａＯ濃度の調査は、図１２または図１４に示す装置を用いて行った。
従来法で得られた焼結原料のＣａＯ濃度と本発明方法で得られた焼結原料のＣａＯ濃度とを比較すると、本発明方法で得られた焼結原料のうち粒子径が８．０ｍｍ以上のものと、４．７５ｍｍ以上のものは、従来法で得られた焼結原料よりもＣａＯ濃度が低くなることが判明した。
【００６０】
また、本発明方法で得られた焼結原料のうち粒子径が２．８ｍｍ以上のものと、１．０ｍｍ以上のものは、従来法で得られた焼結原料よりもＣａＯ濃度よりも高くなることが判明した。これは、ドラムミキサーに装入された粉原料がドラムミキサー内で偏析した粗粒擬似粒子の表面に過剰に付着することが抑制され、均一な付着が実現されていることを意味する。
【００６１】
次に、本発明者らは、石灰石系粉原料の付着状態が焼結性状に及ぼす影響を調査するため、従来法と本発明方法で得られた焼結原料を粒度毎に分け、大気雰囲気の電気炉にて１３００℃で５分間焼成した。そして、焼成後のサンプルを粉砕し、粉末Ｘ線解析法により、ヘマタイト組織、マグネタイト組織、カルシウムフェライト組織、シリケートスラグ組織の存在割合を算出した。その結果を表１と図２２に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
従来法で得られた焼結原料と本発明法で得られた焼結原料とを比較すると、従来法では焼成後のヘマタイト組織の存在比率が粒子径８．０ｍｍ以上のもので６０％程度、粒子径４．７５ｍｍのもので４０％程度になるのに対し、本発明方法では焼成後のヘマタイト組織の存在比率が粒子径８．０ｍｍ以上のもので９０％以上、粒子径４．７５ｍｍのもので７０％以上になった。
【００６４】
また、従来法では焼成後のヘマタイト組織とカルシウムフェライト組織の合計存在比率が粒子径２．８ｍｍのもので６０％弱程度になるのに対し、本発明方法では焼成後のヘマタイト組織とカルシウムフェライト組織の合計存在比率が粒子径２．８ｍｍのもので７０％以上になった。
これらのことから、本発明法では、粗粒擬似粒子の表面に石灰石系粉原料が過剰に付着することを抑制することができ、被還元性・強度に優れたヘマタイト組織を多く存在させ、さらにカルシウムフェライト組織を生成させることができることがわかった。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ａ…混合用ドラムミキサー
１Ｂ…造粒用ドラムミキサー
２…ディスクペレタイザー
３…コーティング用ドラムミキサー
４…石灰石系粉原料投射装置
５…固体燃料系粉原料投射装置
６…ドワイトロイド式焼結機
６１…コンベア
６２…ブロワー
６３…点火炉
７…粉原料投射装置
８…投射コンベア
９…コンベア支持台車
１０…ガイドレール
１１…ガイドレール支持台車
１２…コンベア昇降機構
１３…走行車輪
１４…ジャッキ
１５…粉原料
１６…擬似粒子群
１６ａ…粗粒擬似粒子
１７…ドラムミキサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉原料として用いられる焼結鉱を製造する方法とその製造設備に関する。また、本発明は焼結鉱を製造するときに用いられる粉原料投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉原料として用いられる焼結鉱は、粒径１０ｍｍ以下の鉄鉱石を主原料とし、かつ珪石、蛇紋岩等のＳｉＯ２含有原料と生石灰、石灰石等の石灰石系粉原料および粉コークス等の固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をドラムミキサーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造されるのが一般的である。
このような方法により製造される焼結鉱の被還元性は、高炉の操業を大きく左右する因子となる。例えば、焼結鉱の被還元性と高炉でのガス利用率との間には正の相関があり、高炉でのガス利用率は燃料比との間に負の相関がある。このため、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。また、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、焼結鉱の冷間強度に下限基準を設定して操業を行っている。従って、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。
【０００３】
そこで、特許文献１あるいは特許文献２には、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、ＳｉＯ２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ドラムミキサーで造粒するに際し、ドラムミキサーの装入口から石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を除いた、鉄鉱石とＳｉＯ２含有原料とからなる焼結原料を装入すると共に、ドラムミキサーの出側から石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を装入し、装入された石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を擬似粒子の外表面に付着させて焼結原料を造粒する方法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献３には、ドラムミキサーの装入口から焼結原料を装入すると共に、ドラムミキサーの出側から石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を装入し、装入された石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を擬似粒子の外表面に付着させて焼結原料を造粒するに際して、ドラムミキサーの出側から追加装入される石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料の分散幅を拡げて擬似粒子の外表面に付着させるために、コンベアをドラムミキサーの軸方向に対し斜めに配置して、幅方向の装入位置を変更する技術が記載されている。
【０００５】
また、特許文献４には、鉄鉱石とＳｉＯ２含有原料を混合用ドラムミキサーに装入して混合攪拌し、次いで混合用ドラムミキサーから排出された混合物をディスクペレタイザーに供給して石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料とを含まない擬似粒子を造粒した後、造粒された擬似粒子をコーティング用ドラムミキサーに装入すると共にコーティング用ドラムミキサーの内部に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料とを投射して焼結原料を造粒する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７５５４５２号公報
【特許文献２】特許第３６５６６３２号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００４／０５５２２４パンフレット
【特許文献４】特開２０１１−３２５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜４に記載された方法によると、被還元性に優れ、かつ冷間強度が高い高炉用焼結鉱を製造することが可能であるが、次のような問題点があった。すなわち、石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料などの粉原料を図２３（ａ）に示す投射コンベア８からドラムミキサー３に投射すると、投射コンベア８から投射された粉原料１５の大部分は、粉原料１５よりも先にドラムミキサー３に装入され造粒された擬似粒子群１６の上に落下する。このとき擬似粒子群１６の中に粗粒の擬似粒子１６ａが存在すると、擬似粒子群１６の上に落下した粉原料１５が粗粒擬似粒子１６ａの表面に過剰に付着した状態でドラムミキサー３から排出される。さらに、ドラムミキサー３の内面には付着物が生成されやすく、ドラムミキサー３の内面に付着した付着物が成長すると、付着物自身の付着力とドラムミキサー３の回転による遠心力でドラムミキサー３の内面に付着していた付着物１６ｂが投射コンベア８の上に落下しやすい。このため、ドラムミキサー３の出側から粉原料１５を投射コンベア８により供給する際には、投射コンベア８の先端がドラムミキサー３の内部に位置しないように遠方からの投射が必要であった。
【０００８】
また、図２３（ｂ）に示すように、擬似粒子群１６の上に投下された粉原料１５はｙ軸方向（ドラムミキサー３の円周方向）に流れ落ちるものと、ドラムミキサー３の出口に向かって移動するものとに分かれ、領域αでは、被覆済みの擬似粒子に粉原料が再接触する。このため、ドラムミキサー３の内部に粉原料１５を投射して擬似粒子の外表面を粉原料１５でコーティングする際にコーティングむらが発生しやすくなり、高炉原料として良好な焼結鉱を製造することが難しいという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点に着目してなされたものであり、高炉原料として良好な焼結鉱を製造することのできる焼結鉱の製造方法および製造設備を提供することを目的とするものである。また、本発明の他の目的は、石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料などの粉原料をドラムミキサーの内部に投射するときに好適な粉原料投射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料および石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をディスクペレタイザーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造方法であって、前記焼結原料の内、前記鉄鉱石と前記ＳｉＯ２含有原料とからなる原料を前記ディスクペレタイザーに装入して造粒し、次いで造粒後の擬似粒子をコーティング用ドラムミキサーに装入し、前記石灰石系粉原料および／または前記固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置を前記ドラムミキサーに装入された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料および石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をドラムミキサーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造方法であって、前記焼結原料の内、前記鉄鉱石と前記ＳｉＯ２含有原料とからなる原料を前記ドラムミキサーに装入して造粒し、次いで造粒後の擬似粒子をコーティング用ドラムミキサーに装入し、前記石灰石系粉原料および／または前記固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置を前記ドラムミキサーに装入された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料および石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をドラムミキサーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造方法であって、前記焼結原料の内、前記鉄鉱石と前記ＳｉＯ２含有原料とからなる原料を前記ドラムミキサーに装入して造粒し、次いで前記ドラムミキサーの排出側に前記石灰石系粉原料および／または前記固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置を前記ドラムミキサーに装入された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、前記粉原料投射装置の移動位置が前記擬似粒子群の裾野を外れた位置であることを特徴とする。
請求項５の発明は、前記粉原料投射装置として、前記粉原料を前記ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車と、を有するものを用い、前記投射コンベア、前記コンベア支持台車および前記ガイドレールを前記ガイドレール支持台車により所定位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、前記粉原料投射装置として、前記コンベア支持台車に対して前記投射コンベアを上下方向に傾けるコンベア傾斜機構を有するものを用い、前記投射コンベアの先端部が上向きなるように前記投射コンベアを前記コンベア傾斜機構により傾斜させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする。
請求項７の発明は、前記コーティング用ドラムミキサーの内部に前記粉原料を前記ドラムミキサーの出口側から装入することを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、前記コーティング用ドラムミキサーの内部に前記粉原料を前記ドラムミキサーの入口側から装入することを特徴とする。
請求項９の発明は、鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造設備であって、前記焼結原料を造粒するディスクペレタイザーと、前記焼結原料の表面をコーティングするコーティング用ドラムミキサーと、該ドラムミキサーの内部に粉原料を投射する粉原料投射装置とを備え、前記粉原料を前記コーティング用ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを前記粉原料投射装置が有することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０の発明は、鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造設備であって、前記焼結原料を造粒するドラムミキサーと、前記焼結原料の表面をコーティングするコーティング用ドラムミキサーと、該コーティング用ドラムミキサーの内部に粉原料を投射する粉原料投射装置とを備え、前記粉原料を前記コーティング用ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを前記粉原料投射装置が有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１１の発明は、鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造設備であって、前記焼結原料を造粒するドラムミキサーと、該造粒するドラムミキサーの排出側からドラムミキサー内部に粉原料を投射する粉原料投射装置とを備え、前記粉原料を前記ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを前記粉原料投射装置が有することを特徴とする。
【００１８】
請求項１２の発明は、前記コンベア支持台車に対して前記投射コンベアを上下方向に傾けるコンベア傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする。
請求項１３の発明は、焼結鉱を製造するときに用いられる粉原料投射装置であって、前記焼結鉱の副原料である固体燃料系粉原料または石灰石系粉原料をドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを備えたことを特徴とする。
請求項１４の発明は、前記コンベア支持台車に対して前記投射コンベアを上下方向に傾けるコンベア傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜１０の発明によれば、ドラムミキサーに粉原料を装入する際にドラムミキサーに装入され造粒された擬似粒子群の上に粉原料が落下することを防止でき、粉原料投射装置から投射された粉原料がドラムミキサーの内周面上に落下するため、粉原料投射装置から投射された粉原料がドラムミキサーの内周面上に堆積する擬似粒子堆積層の上に滞留したままの状態でドラムミキサーから排出されることを抑制することが可能となる。これにより、擬似粒子の外表面を粉コークス等の固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料でコーティングする際に擬似粒子の粒子径に左右されることなく擬似粒子の外表面を固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料でコーティングすることが可能となるので、高炉原料として良好な焼結鉱を製造することができる。
【００２０】
請求項１１，１２の発明によれば、焼結鉱の主原料とＳｉＯ２含有原料とからなる混合物を造粒して得られた擬似粒子をドラムミキサーに装入して擬似粒子の外表面を固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料でコーティングする際に固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料を擬似粒子の粒子径に左右されることなく擬似粒子の外表面に付着させることが可能となるので、石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料などの粉原料をドラムミキサーの内部に投射するときに好適な粉原料投射装置を提供できる。
請求項１３，１４の発明によれば、石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料などの粉原料をドラムミキサーの内部に投射するときにより好適な粉原料投射装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】焼結鉱製造設備の一例を示す図である。
【図２】粉原料投射装置の一例を示す図である。
【図３】図２に示す粉原料投射装置の作用を説明するための図である。
【図４】石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を除いた焼結原料をドラムミキサーで混合・造粒する場合の一実施形態を説明するための図である。
【図５】ドラムミキサーから排出された擬似粒子の外表面を調査した結果を示す図である。
【図６】図２に示す投射コンベアの粉原料搬送速度と投射コンベアから投射された粉原料により擬似粒子の表面をコーティングするコーティング時間との関係を調査した結果を示す図である。
【図７】図２に示す粉原料投射装置の投射コンベアから投射された粉原料の水平到達距離と投射コンベア先端からの粉原料の落下高さとの関係を調査した結果を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図９】第２の実施形態でコーティング用ドラムミキサー内に投射される石灰石系粉原原料と固体燃料系粉原料の投射位置を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図１１】第３の実施形態でコーティング用ドラムミキサー内に投射される石灰石系粉原原料と固体燃料系粉原料の投射位置を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図１３】第４の実施形態でコーティング用ドラムミキサー内に投射される石灰石系粉原原料と固体燃料系粉原料の投射位置を示す図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図１６】本発明の第７の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図１７】第７の実施形態で造粒用ドラムミキサー内に投射される石灰石系粉原原料と固体燃料系粉原料の投射位置を示す図である。
【図１８】本発明の第８の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図１９】本発明の第９の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図２０】本発明の第１０の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。
【図２１】従来方法で造粒された焼結原料と本発明方法で造粒された焼結原料のＣａＯ濃度を示す図である。
【図２２】焼成後の焼結原料中に存在するヘマタイト組織、マグネタイト組織、カルシウムフェライト組織およびシリケートスラグ組織の存在比率を示す図である。
【図２３】従来技術の問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１〜図２２を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は高炉用焼結鉱を製造するときに用いられる焼結鉱製造設備の一例を示す図であり、図１に示される焼結鉱製造設備は混合用ドラムミキサー１、ディスクペレタイザー２、コーティング用ドラムミキサー３、石灰石系粉原料投射装置４、固体燃料系粉原料投射装置５およびドワイトロイド式焼結機６を備えている。
混合用ドラムミキサー１は焼結鉱の主原料をＳｉＯ２含有原料と共に混合するものであって、円筒状に形成されたミキサー本体と、このミキサー本体を回転駆動する駆動モータとで構成されている。なお、焼結鉱の主原料としては、粗粒鉄鉱石、ペレットフィード、返鉱などが挙げられる。
【００２３】
ディスクペレタイザー２は混合用ドラムミキサー１から排出された混合物を造粒するものであって、このディスクペレタイザー２で造粒された混合物は例えば粒径が３ｍｍ〜１３ｍｍ程度の擬似粒子となってコーティング用ドラムミキサー３に供給される。
コーティング用ドラムミキサー３はディスクペレタイザー２で造粒された擬似粒子の外表面を石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料でコーティングするためのものであって、円筒状に形成されたミキサー本体と、このミキサー本体を回転駆動する駆動モータとで構成されている。
【００２４】
石灰石系粉原料投射装置４は石灰石等の石灰石系粉原料をコーティング用ドラムミキサー３の内部に投射するものであって、コーティング用ドラムミキサー３の入口側に配置されている。
固体燃料系粉原料投射装置５は粉コークス等の固体燃料系粉原料をコーティング用ドラムミキサー３の内部に投射するものであって、コーティング用ドラムミキサー３の出口側に配置されている。
【００２５】
ドワイトロイド式焼結機６はコーティング用ドラムミキサー３から排出された擬似粒子を焼成するものであって、擬似粒子を図中矢印方向に水平搬送するコンベア６１と、このコンベア６１上の擬似粒子を下方から吸引する複数のブロワー６２とを有している。また、ドワイトロイド式焼結機６は粉コークス等の固体燃料系粉原料を点火する点火炉６３を有し、この点火炉６３はコンベア６１の上方に配置されている。
【００２６】
図１に示される焼結鉱製造設備により高炉用焼結鉱を製造する場合は、まず、焼結鉱の主原料をＳｉＯ２含有原料と共に混合用ドラムミキサー１に装入する。次に、混合用ドラムミキサー１を回転させ、装入された主原料とＳｉＯ２含有原料を水と共に混合する。そして、混合用ドラムミキサー１から排出された混合物をディスクペレタイザー２に供給し、主原料とＳｉＯ２含有原料とからなる混合物を焼結原料の擬似粒子として造粒する。
【００２７】
このようして石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を含まない擬似粒子をディスクペレタイザー２で造粒したならば、造粒された擬似粒子をコーティング用ドラムミキサー３に装入し、コーティング用ドラムミキサー３を回転させる。次に、石灰石系粉原料投射装置４からコーティング用ドラムミキサー３の内部に石灰石系粉原料を装入すると共に、固体燃料系粉原料投射装置５からコーティング用ドラムミキサー３の内部に固体燃料系粉原料を装入し、コーティング用ドラムミキサー３に装入された粉原料で擬似粒子の表面をコーティングして焼結原料を造粒する。そして、コーティング用ドラムミキサー３から排出された焼結原料をドワイトロイド式焼結機６に供給して高炉用焼結鉱を製造する。
【００２８】
図２はコーティング用ドラムミキサーの内部に石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料などの粉原料を投射するときに用いられる粉原料投射装置の一例を示す図であり、図２に示される粉原料投射装置７は投射コンベア８、コンベア支持台車９、左右一対のガイドレール１０、ガイドレール支持台車１１およびコンベア傾斜機構１２を備えている。
投射コンベア８はコーティング用ドラムミキサー３の内部に粉原料を搬送して投射するものであって、コンベア支持台車９の上に搭載されている。
【００２９】
コンベア支持台車９は投射コンベア８をコーティング用ドラムミキサー３の軸方向に移動可能に支持するものであって、ガイドレール１０の上に走行可能に載置されている。
ガイドレール１０はコンベア支持台車９をコーティング用ドラムミキサー３の軸方向に案内するものであって、ガイドレール支持台車１１の上に設置されている。
ガイドレール支持台車１１はガイドレール１０をコーティング用ドラムミキサー３の軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するものであって、コーティング用ドラムミキサー３の軸方向と直交する横方向に走行する複数（例えば６つ）の走行車輪１３を有している。
コンベア傾斜機構１２はコンベア支持台車９に対して投射コンベア８を上下方向に傾けるものであって、投射コンベア８とコンベア支持台車９との間に配置された複数のジャッキ１４から構成されている。
【００３０】
図３は図２に示す粉原料投射装置の作用を説明するための図であり、上述した粉原料投射装置７を用いてコーティング用ドラムミキサー３の内部に石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を投射する場合は、図３（ａ）に示すように、ドラムミキサー３に装入された擬似粒子群１６の上方に投射コンベア８の先端部が位置しないように投射コンベア８、コンベア支持台車９及びガイドレール１０をガイドレール支持台車１１によりコーティング用ドラムミキサー３の軸方向と直交する横方向に移動させるとともに、投射コンベア８の俯仰角度が所定の角度（例えば２５°前後）となるように投射コンベア８をコンベア傾斜機構１２により傾斜させる。そして、投射コンベア８が所定位置に移動したならば投射コンベア８から粉原料１５をコーティング用ドラムミキサー３の内部に投射する。
このとき投射コンベア８から投射された粉原料１５は、図３（ｂ）に示す位置Ａに落下する。この位置Ａはドラムミキサー３に装入された擬似粒子群１６の裾野を外れた位置であり、投射コンベア８から投射された粉原料１５はドラムミキサー３の内周面上に落下する。
【００３１】
投射コンベア８から投射された粉原料１５がドラムミキサー３の内周面上に落下すると、ドラムミキサー３の内周面上に落下した粉原料１５は、図３（ｂ）に矢印で示すように、ドラムミキサー３の回転に伴ってドラムミキサー３の円周方向に相対移動する。そして、ドラムミキサー３の円周方向に相対移動した粉原料１５が図３（ｂ）に示す位置Ｂに到達すると、擬似粒子群１６の上面側に回り込み、擬似粒子群１６の上面部全体にわたって供給される。このとき擬似粒子群１６の上面部に供給された粉原料１５は各擬似粒子の表面に付着し、擬似粒子の表面を均一に被覆する。
【００３２】
このように、石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料などの粉原料１５をドラムミキサー３に装入するに際して、粉原料投射装置７をドラムミキサー３に装入された擬似粒子群１６の上方位置から外れた位置に移動させた後、粉原料１５をドラムミキサー３に装入すると、粉原料投射装置７の投射コンベア８から投射された粉原料１５がドラムミキサー３の内周面上に落下する。これにより、粉原料投射装置７から投射された粉原料１５が擬似粒子群１６の上に落下し、粗粒擬似粒子１６ａの表面に過剰に付着した状態でドラムミキサー３から排出されることを抑制できると共に、表面に粉原料１５が均一に付着した焼結原料を造粒することが可能となる。従って、焼結鉱の主原料とＳｉＯ２含有原料とからなる混合物を造粒して得られた擬似粒子をコーティング用ドラムミキサー３に装入して擬似粒子の外表面を固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料でコーティングする際に、固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料を擬似粒子の粒子径に左右されることなく擬似粒子１６の外表面に付着させることができる。
【００３３】
また、ここでいう擬似粒子群の裾野を外れた位置とは、ドラムミキサー３の回転による遠心力と自身の付着力でドラムミキサー内面に付着していた付着物が落下しやすい位置（図２３参照）から外れた位置のことであり、この位置が粉原料１５の供給位置となるため、粉原料１５を供給する際、ベルトコンベアによる粉原料供給で、その先端がドラムミキサー３の内部に位置したとしても許容される位置となる利点がある。
また、投射コンベア８の俯仰角度が所定の角度となるように投射コンベア８をコンベア傾斜機構１２により傾斜させると、投射コンベア８から投射される粉原料１５の水平到達距離が投射コンベア８を傾斜させない場合と比較して長くなるので、投射コンベア８により搬送される粉原料１５の搬送速度を小さくしてコーティング用ドラムミキサー３の内部に粉原料１５を投射することができる。
【００３４】
また、投射コンベア８の先端部をコーティング用ドラムミキサー３の内部に奥深くまで挿入しなくても粉原料１５の落下位置を所定の位置に確保することが可能となり、これにより、コーティング用ドラムミキサー３の内面から落下する落下物によって投射コンベア８が損傷することを防止することができる。
さらにまた、粉原料１５をドラムミキサー３に装入する際に粉原料投射装置７の投射コンベア８をドラムミキサー３に装入された擬似粒子群１６の上方位置から外れた位置に移動させることで、ドラムミキサー３の内面から落下する落下物の落下衝撃を受けない位置に投射コンベア８が位置することになるため、投射コンベア８の先端部をコーティング用ドラムミキサー３の内部に挿入したとしても、投射コンベア８が損傷を受けることが軽減される。
【００３５】
また、図１で示した例は、ディスクペレタイザーで造粒し、固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料をコーティング用ドラムミキサーで被覆する例を示しているが、焼結用原料をドラムミキサーを用いて造粒し、擬似粒子とした焼結原料に対し、固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料を被覆する場合も同様であり、コーティング用ドラムミキサーを用いることができる。
さらに、ドラムミキサーによる造粒の場合は、ドラムミキサーの排出側に固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料を供給することによりドラムミキサー自体がコーティング用ドラムミキサーと同じ機能を果たすことになる。
【００３６】
すなわち、焼結原料のうち、鉄鉱石とＳｉＯ２含有原料とからなる原料をドラムミキサーに装入し、次いでドラムミキサーの排出側に石灰石系粉原料および／または固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置をドラムミキサーに装入され造粒された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、粉原料をドラムミキサーに装入することにより、ドラムミキサー内で造粒され擬似粒子とした焼結原料に対し、固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料を被覆することができる。
【００３７】
図４は、焼結原料を混合・造粒するドラムミキサー１７の排出側に粉原料（固体燃料系粉原料や石灰石系粉原料）投射位置を配置し、粉原料投射装置により固体燃料系粉原料、石灰石系粉原料のいずれかを投射した図であり、図３で示すコーティング用ドラムミキサー３の機能を、ドラムミキサー１７の排出側に持たせた例である。図４の場合は、ドラムミキサー１７内の排出側内部位置が、粉原料の投射位置となる。すなわち、焼結原料は、ドラムミキサー１７の装入側からドラムミキサー１７内に装入され、装入された焼結原料はドラムミキサー１７の回転によって混合・造粒され、排出側では焼結原料は擬似粒子化されている。この排出側を粉原料の投射位置とするのであり、投射位置は図３と同様にドラムミキサー１７内の擬似粒子群１６の裾野を外れた位置であり、投射コンベア８から投射された固体燃料系粉原料および／または石灰石系粉原料１５をドラムミキサー１７の内周面上に落下させるのである。
【００３８】
なお、ドラムミキサー１７は、単体で構成されるほか、混合・造粒機能の各機能に分担された、混合用ドラムミキサー及び造粒用ドラムミキサーとして２機のドラムミキサーとして使用が行われているものであり、この場合は、造粒用ドラムミキサーの排出側を粉原料の投射位置とする。
【００３９】
コーティング用ドラムミキサー３から排出された擬似粒子およびドラムミキサー１７の排出側で粉原料を投射し排出された擬似粒子の外表面を調査した結果を図５に示す。図５（ａ）は図２３（ａ）に示す位置に投射コンベア８を位置させた状態で粉コークスをコーティング用ドラムミキサー３の内部に投射した場合を示し、図５（ｂ）は図３（ｂ）に示す位置に投射コンベア８を位置させた状態で粉コークスをコーティング用ドラムミキサー３の内部に投射した場合を示している。また、図５の「＋８．０ｍｍ」は粒子径が８．０ｍｍ以上の擬似粒子を示し、「−０．２５ｍｍ」は粒子径が０．２５ｍｍ未満の擬似粒子を示している。
【００４０】
投射コンベア８が図２３（ａ）に示す位置にある場合は、図５（ａ）に示すように、コーティング用ドラムミキサー３に装入された擬似粒子のうち粒子径が４．７５ｍｍ以上のものに粉コークスが多く付着する。これに対し、投射コンベア８が図３（ｂ）に示す位置にある場合は、図５（ｂ）に示すように、コーティング用ドラムミキサー３に装入された擬似粒子のうち最も多く存在する粒子径（１．０〜２．８ｍｍ）のものや粒子径が２．８ｍｍより小さいものにも粉コークスが付着することがわかる。これは、ドラムミキサー内部において、造粒物（擬似粒子）の堆積面では、粒度偏析が起こっており、堆積面の上層ほど粗粒のものが多く存在し、堆積面の下層ほど細粒のものが多いことが知られている。本発明によると、堆積面の上層部に存在する粗粒造粒物への外装材（石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料）の付着過多を抑制できることを示している。
【００４１】
したがって、ドラムミキサーの内部に粉コークス等の固体燃料系粉原料を投射する装置として、図２に示した粉原料投射装置７を用いることで、焼結鉱の主原料とＳｉＯ２含有原料とからなる混合物を造粒して得られた擬似粒子をドラムミキサーに装入して擬似粒子の外表面を固体燃料系粉原料でコーティングする際に固体燃料系粉原料を擬似粒子の粒子径に左右されることなく擬似粒子の外表面に付着させることが可能となるので、高炉原料として良好な焼結鉱を製造することができる。
【００４２】
図６は図２に示す投射コンベアの粉原料搬送速度と投射コンベアから投射された粉原料により擬似粒子の表面をコーティングするコーティング時間との関係を調査した結果を示す図であり、図６に示されるように、投射コンベア８の速度を増加させると、コーティング用ドラムミキサー３の内周面に落下する粉原料の落下範囲が広くなり、コーティング時間にばらつきが発生しやすくなる。これを防止するためには投射コンベア８の速度を小さくする必要があるが、投射コンベア８の速度を小さくすると投射コンベア８から放出された固体燃料系粉原料がドラムミキサー内の擬似粒子まで到達しない可能性がある。
【００４３】
図２に示す粉原料投射装置７の投射コンベア８から投射された粉原料の水平到達距離と投射コンベア先端からの粉原料の落下高さとの関係を調査した結果を図７に示す。
図７中実線ａは投射コンベア８を水平にした状態で粉原料を２４０ｍ／ｍｉｎの速度で投射した場合を示し、一点鎖線ｂはコーティング用ドラムミキサー３の内部に突出する投射コンベア８の突出量を３００ｍｍにした状態で粉原料を２１０ｍ／ｍｉｎの速度で投射した場合を示している。
【００４４】
また、図７中破線ｃは投射コンベア８の高さを高くした状態で粉原料を２１０ｍ／ｍｉｎの速度で投射した場合を示し、二点鎖線ｄは投射コンベア８の俯仰角度を上向きに２５度にした状態で粉原料を２１０ｍ／ｍｉｎの速度で投射した場合を示している。
図７に示されるように、投射コンベア８の俯仰角度を２５度にすると、投射コンベア８の速度が２１０ｍ／ｍｉｎであっても粉原料の水平到達距離がドラムミキサー内の擬似粒子に届く距離となることがわかる。
【００４５】
したがって、上述のように、投射コンベア８の俯仰角度が所定の角度となるように投射コンベア８をコンベア傾斜機構１２により傾斜させてから粉原料をドラムミキサーの内部に投射することで、粉原料の水平到達距離が増大し、これにより、投射コンベア８により搬送される粉原料の搬送速度を小さくしてドラムミキサー内部の造粒された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に粉原料を投射することが可能となるので、高炉原料としてより良好な焼結鉱を製造することができる。
【００４６】
上述した本発明の第１の実施形態では、ドワイトロイド式焼結機６で焼成される擬似粒子を造粒する際に粉コークス等の固体燃料系粉原料をコーティング用ドラムミキサー３の出口側から投射して擬似粒子を造粒するようにしたが、コーティング用ドラムミキサー３に導入される焼結原料は擬似粒子となっているため、固体燃料系粉原料をコーティング用ドラムミキサー３の入口側から投射して擬似粒子を造粒するようにしてもよい。また、投射コンベア８から投射される粉原料が石灰石系粉原料であっても同様である。
【００４７】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る焼結鉱の製造方法を示す図である。この第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は擬似粒子を造粒するディスクペレタイザーがドラムミキサーとなり、ドラムミキサーとして単一のドラムミキサー１７を用いる点が異なる他はコーティング用ドラムミキサー３を用いる点で同じである。図８に示す実施形態では、鉄鉱石、ＳｉＯ2含有原料がドラムミキサー１７で混合・造粒されて擬似粒子となり、擬似粒子となった焼結原料がコーティング用ドラムミキサー３に装入される。そして、コーティング用ドラムミキサー３において、その装入側から石灰石系粉原料が投射され、排出側から固体燃料系原料である粉コークスが投射されることで擬似粒子のコーティングが行われる。その結果、焼結原料の擬似粒子表面に石灰石系粉原料が付着し、その最外層位置に粉コークスが付着することで焼結の生産性が向上し、しかも焼結時に石灰石系粉原料が擬似粒子表層部に存在するため、焼結鉱の塊表面に強度の高いカルシウムフェライトを、また塊内部には被還元性の高いヘマタイトを生成した、高炉原料として良好な焼結鉱を製造することができる。
【００４８】
図１０に示す第３の実施形態や図１２に示す第４の実施形態も、ドラムミキサー１７により造粒されて擬似粒子となり、コーティング用ドラムミキサー３で擬似粒子表面をコーティングする点では第２の実施形態と同じであるが、図１０に示す第３の実施形態では、コーティング用ドラムミキサー３の装入側から固体燃料系粉原料である粉コークスと石灰石系粉原料を投射して擬似粒子表面のコーティングを行っている。一方、図１２に示す第４の実施形態では、コーティング用ドラムミキサー３の排出側から固体燃料系粉原料である粉コークスと石灰石系粉原料を投射して擬似粒子表面のコーティングを行っている。
【００４９】
図１０及び図１２に示す実施形態では、ドラムミキサー１７で造粒された擬似粒子の表面に粉コークスと固体燃料系粉原料の混合層が形成され、粉コークスが擬似粒子表面に存在するため燃焼性が良好となり、焼結の生産性が向上し、しかも焼結時に石灰石系粉原料が擬似粒子表層部に存在するため、焼結鉱の塊表面に強度の高いカルシウムフェライトを、また塊内部には被還元性の高いヘマタイトを生成した、高炉原料として良好な焼結鉱を製造することができる。
【００５０】
なお、図８に示すコーティング用ドラムミキサー３の使用において、コーティング用ドラムミキサー３の装入側から石灰石系粉原料が投射され、排出側から固体燃料系粉原料である粉コークスが投射されて擬似粒子のコーティングが行われる投射形態を図９に示す。コーティング用ドラムミキサー３の装入側より、石灰石系粉原料１５Ｂが投射され、コーティング用ドラムミキサー３内に装入された擬似粒子群１６の裾野を外れた位置に石灰石系粉原料１５Ｂを投射する。一方、固体燃料系粉原料である粉コークス１５Ａは、コーティング用ドラムミキサー３の排出側から投射し、コーティング用ドラムミキサー３内の擬似粒子群１６の裾野を外れた位置に粉コークス１５Ａを投射する。
【００５１】
図１０及び図１２に示した実施形態では、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料である粉コークスを、予め混合、あるいは投射コンベア８のベルト上に同時切り出しすることにより積層状態とし、単一の投射コンベア８により、コーティング用ドラムミキサー３内に投射すればよい。または、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料である粉コークスをそれぞれ別の投射コンベア８を用いて投射してもよい。
【００５２】
擬似粒子表面に石灰石系粉原料、擬似粒子の最外層に粉コークス層をコーティングする場合、図１０に示す実施形態では、図１１に示すように、コーティング用ドラムミキサー３の装入側から石灰石系粉原料１５Ｂと粉コークス１５Ａを投射し、コーティング用ドラムミキサー３内に石灰石系粉原料１５Ｂ、それより排出側位置となる部分に粉コークス１５Ａを投射すればよく、粉コークス１５Ａを投射する投射コンベア８より下方位置で別の投射コンベア（図示省略）で石灰石系粉原料１５Ｂを投射することで達成される。
【００５３】
図１２に示す実施形態では、図１３に示すように、コーティング用ドラムミキサー３の排出側から石灰石系粉原料と粉コークスをそれぞれ投射し、コーティング用ドラムミキサー３内に石灰石系粉原料１５Ｂ、それより排出側位置となる部分に粉コークス１５Ａを投射すればよく、石灰石系粉原料投射コンベア８と粉コークス投射コンベア（図示省略）とを用い、遠方になる石灰石系粉原料１５Ｂの投射を石灰石系粉原料投射コンベア８で、近傍になる粉コークス１５Ａの投射を、石灰石系粉原料投射コンベア８より下方に配置した粉コークス投射コンベア（図示省略）で行えばよい。なお、コーティング用ドラムミキサー３は、石灰石系粉原料および／または固体燃料系粉原料をコーティングする滞留時間を確保できる大きさとすればよく、１０〜９０秒のコーティング用滞留時間を考慮すると１５ｍまでの長さを有するドラムミキサーが好ましい。また、長さの長いドラムミキサーをコーティング用ドラムミキサー３として使用する場合は、その排出側から石灰石系粉原料および／または固体燃料系粉原料を投射することで支障なく実施できる。
【００５４】
図１４は、ドラムミキサーとして混合用ドラムミキサー１Ａと、造粒用ドラムミキサー１Ｂとを使用し、造粒用ドラムミキサー１Ｂの排出側で、固体燃料系粉原料である粉コークスが投射され、疑似粒子表面に粉コークスコーティングが行われる第５の実施形態を示している。図１４に示す第５の実施形態では、鉄鉱石、ＳｉＯ2含有原料が混合用ドラムミキサー１Ａに供給され、混合疑似粒子が一部形成された部分で石灰石系粉原料が輸送過程で添加され、造粒用ドラムミキサー１Ｂの排出側で、固体燃料系粉原料である粉コークスが投射され、疑似粒子表面に粉コークスコーティングが行われる。このドラムミキサーとして混合用ドラムミキサー１Ａ、造粒用ドラムミキサー１Ｂを使用するケースでは、固体燃料系粉原料である粉コークスの投射に代え、図１５、図１６に示すように、石灰石系粉原料の投射に代えることもできる。
【００５５】
図１５に示す第６の実施形態では、鉄鉱石、ＳｉＯ２含有原料、固体燃料系粉原料である粉コークスが混合用ドラムミキサー１Ａに供給されて混合され、造粒用ドラムミキサー１Ｂの排出側で、石灰石系粉原料が投射され疑似粒子表面に石灰石系粉原料のコーティングが行われる。
【００５６】
また、図１６に示す第７の実施形態では、造粒用ドラムミキサー１Ｂの排出側で、固体燃料系粉原料である粉コークスおよび石灰石系粉原料が投射され、疑似粒子表面に粉コークスと石灰石系粉原料のコーティングが行われる。
この場合も、粉コークス・石灰石系粉原料のコーティングを行う場合は、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料である粉コークスを予め混合、あるいは投射コンベア８のベルト上に同時切り出しにより積層状態とし、単一の投射コンベア８により、造粒用ドラムミキサー１Ｂ内に投射する形態、または、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料である粉コークスをそれぞれ別の投射コンベア８を用いて投射すればよく、図１７に示すように、造粒用ドラムミキサー１Ｂの排出側から石灰石系粉原料１５Ｂ、粉コークス１５Ａを投射すればよく、図中の投射コンベア８で石灰石系粉原料を粉コークスより遠方に投射し、石灰石系粉原料の投射コンベア８より下方に配した別の投射コンベア（図示省略）により、近傍位置となる粉コークス１５Ａを石灰石系粉原料より排出側となる位置に投射することで達成される。混合用ドラムミキサー１Ａとしてはドラム長さが１２〜２０ｍのドラムミキサーを使用でき、造粒用ドラムミキサー１Ｂとしてはドラム長さが混合用ドラムミキサーより長いドラムミキサー、例えばドラム長さが１６〜２５ｍのドラムミキサーを使用できる。
【００５７】
図１８〜図２０は、ドラムミキサーとして単一のドラムミキサー１７を用いる際の、固体燃料系粉原料である粉コークスおよび石灰石系粉原料のコーティング例を示す実施形態である。図１８に示す第８の実施形態では、鉄鉱石、ＳｉＯ2含有原料、石灰石系粉原料をドラムミキサー１７で造粒し、ドラムミキサー１７の排出側で固体燃料系粉原料である粉コークスのコーティングが行われる。
【００５８】
図１９に示す第９の実施形態では、鉄鉱石、ＳｉＯ2含有原料、固体燃料系粉原料である粉コークスをドラムミキサー１７で造粒し、ドラムミキサー１７の排出側で疑似粒子表面に石灰石系粉原料のコーティングが行われる。
図２０に示す第１０の実施形態では、鉄鉱石、ＳｉＯ2含有原料をドラムミキサー１７で造粒し、ドラムミキサー１７の排出側で疑似粒子表面に固体燃料系粉原料である粉コークスと石灰石系粉原料のコーティングが行われる。
なお、単一のドラムミキサー１７は、ドラム長さが２０〜２５ｍのドラムミキサーを使用でき、焼結原料の造粒用時間を３００〜５００秒に確保することで、混合・造粒を行うことができる。
【００５９】
本発明者らは、図２３に示す方法（従来法）で造粒された焼結原料と本発明方法で造粒された焼結原料のＣａＯ濃度について調査した。その調査結果を図２１に示す。
なお、図２１の「＋８．０ｍｍ」、「＋４．７５ｍｍ」、「＋２．７５ｍｍ」、「＋１．０ｍｍ」、「＋０．５ｍｍ」、「＋０．２５ｍｍ」は粒子径が８．０ｍｍ以上、４．７５ｍｍ以上、２．７５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、０．２５ｍｍ以上の焼結原料を示し、「−０．２５ｍｍ」は粒子径が０．２５ｍｍ未満の焼結原料を示している。また、ＣａＯ濃度の調査は、図１２または図１４に示す装置を用いて行った。
従来法で得られた焼結原料のＣａＯ濃度と本発明方法で得られた焼結原料のＣａＯ濃度とを比較すると、本発明方法で得られた焼結原料のうち粒子径が８．０ｍｍ以上のものと、４．７５ｍｍ以上のものは、従来法で得られた焼結原料よりもＣａＯ濃度が低くなることが判明した。
【００６０】
また、本発明方法で得られた焼結原料のうち粒子径が２．８ｍｍ以上のものと、１．０ｍｍ以上のものは、従来法で得られた焼結原料よりもＣａＯ濃度よりも高くなることが判明した。これは、ドラムミキサーに装入された粉原料がドラムミキサー内で偏析した粗粒擬似粒子の表面に過剰に付着することが抑制され、均一な付着が実現されていることを意味する。
【００６１】
次に、本発明者らは、石灰石系粉原料の付着状態が焼結性状に及ぼす影響を調査するため、従来法と本発明方法で得られた焼結原料を粒度毎に分け、大気雰囲気の電気炉にて１３００℃で５分間焼成した。そして、焼成後のサンプルを粉砕し、粉末Ｘ線解析法により、ヘマタイト組織、マグネタイト組織、カルシウムフェライト組織、シリケートスラグ組織の存在割合を算出した。その結果を表１と図２２に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
従来法で得られた焼結原料と本発明法で得られた焼結原料とを比較すると、従来法では焼成後のヘマタイト組織の存在比率が粒子径８．０ｍｍ以上のもので６０％程度、粒子径４．７５ｍｍのもので４０％程度になるのに対し、本発明方法では焼成後のヘマタイト組織の存在比率が粒子径８．０ｍｍ以上のもので９０％以上、粒子径４．７５ｍｍのもので７０％以上になった。
【００６４】
また、従来法では焼成後のヘマタイト組織とカルシウムフェライト組織の合計存在比率が粒子径２．８ｍｍのもので６０％弱程度になるのに対し、本発明方法では焼成後のヘマタイト組織とカルシウムフェライト組織の合計存在比率が粒子径２．８ｍｍのもので７０％以上になった。
これらのことから、本発明法では、粗粒擬似粒子の表面に石灰石系粉原料が過剰に付着することを抑制することができ、被還元性・強度に優れたヘマタイト組織を多く存在させ、さらにカルシウムフェライト組織を生成させることができることがわかった。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ａ…混合用ドラムミキサー
１Ｂ…造粒用ドラムミキサー
２…ディスクペレタイザー
３…コーティング用ドラムミキサー
４…石灰石系粉原料投射装置
５…固体燃料系粉原料投射装置
６…ドワイトロイド式焼結機
６１…コンベア
６２…ブロワー
６３…点火炉
７…粉原料投射装置
８…投射コンベア
９…コンベア支持台車
１０…ガイドレール
１１…ガイドレール支持台車
１２…コンベア昇降機構
１３…走行車輪
１４…ジャッキ
１５…粉原料
１６…擬似粒子群
１６ａ…粗粒擬似粒子
１７…ドラムミキサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料および石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をディスクペレタイザーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造方法であって、前記焼結原料の内、前記鉄鉱石と前記ＳｉＯ２含有原料とからなる原料を前記ディスクペレタイザーに装入して造粒し、次いで造粒後の擬似粒子をコーティング用ドラムミキサーに装入し、前記石灰石系粉原料および／または前記固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置を前記ドラムミキサーに装入された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料および石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をドラムミキサーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造方法であって、前記焼結原料の内、前記鉄鉱石と前記ＳｉＯ２含有原料とからなる原料を前記ドラムミキサーに装入して造粒し、次いで造粒後の擬似粒子をコーティング用ドラムミキサーに装入し、前記石灰石系粉原料および／または前記固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置を前記ドラムミキサーに装入された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項３】
鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料および石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をドラムミキサーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造方法であって、前記焼結原料の内、前記鉄鉱石と前記ＳｉＯ２含有原料とからなる原料を前記ドラムミキサーに装入して造粒し、次いで前記ドラムミキサーの排出側に前記石灰石系粉原料および／または前記固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置を前記ドラムミキサーに装入された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項４】
前記粉原料投射装置の移動位置が前記擬似粒子群の裾野を外れた位置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項５】
前記粉原料投射装置として、前記粉原料を前記ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車と、を有するものを用い、前記投射コンベア、前記コンベア支持台車および前記ガイドレールを前記ガイドレール支持台車により所定位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に焼結鉱の製造方法。
【請求項６】
前記粉原料投射装置として、前記コンベア支持台車に対して前記投射コンベアを上下方向に傾けるコンベア傾斜機構を有するものを用い、前記投射コンベアの先端部が上向きなるように前記投射コンベアを前記コンベア傾斜機構により傾斜させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする請求項５に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項７】
前記コーティング用ドラムミキサーの内部に前記粉原料を前記ドラムミキサーの出口側から装入することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項８】
前記コーティング用ドラムミキサーの内部に前記粉原料を前記ドラムミキサーの入口側から装入することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項９】
鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造設備であって、
前記焼結原料を造粒するディスクペレタイザーと、前記焼結原料の表面をコーティングするコーティング用ドラムミキサーと、該ドラムミキサーの内部に粉原料を投射する粉原料投射装置とを備え、
前記粉原料を前記コーティング用ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを前記粉原料投射装置が有することを特徴とする焼結鉱の製造設備。
【請求項１０】
鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造設備であって、
前記焼結原料を造粒するドラムミキサーと、前記焼結原料の表面をコーティングするコーティング用ドラムミキサーと、該コーティング用ドラムミキサーの内部に粉原料を投射する粉原料投射装置とを備え、
前記粉原料を前記コーティング用ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを前記粉原料投射装置が有することを特徴とする焼結鉱の製造設備。
【請求項１１】
鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造設備であって、
前記焼結原料を造粒するドラムミキサーと、該造粒するドラムミキサーの排出側からドラムミキサー内部に粉原料を投射する粉原料投射装置とを備え、
前記粉原料を前記ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを前記粉原料投射装置が有することを特徴とする焼結鉱の製造設備。
【請求項１２】
前記コンベア支持台車に対して前記投射コンベアを上下方向に傾けるコンベア傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の焼結鉱の製造設備。
【請求項１３】
焼結鉱を製造するときに用いられる粉原料投射装置であって、前記焼結鉱の副原料である固体燃料系粉原料または石灰石系粉原料をドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを備えたことを特徴とする粉原料投射装置。
【請求項１４】
前記コンベア支持台車に対して前記投射コンベアを上下方向に傾けるコンベア傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の粉原料投射装置。
【請求項１】
鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料および石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をディスクペレタイザーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造方法であって、前記焼結原料の内、前記鉄鉱石と前記ＳｉＯ２含有原料とからなる原料を前記ディスクペレタイザーに装入して造粒し、次いで造粒後の擬似粒子をコーティング用ドラムミキサーに装入し、前記石灰石系粉原料および／または前記固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置を前記ドラムミキサーに装入された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料および石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をドラムミキサーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造方法であって、前記焼結原料の内、前記鉄鉱石と前記ＳｉＯ２含有原料とからなる原料を前記ドラムミキサーに装入して造粒し、次いで造粒後の擬似粒子をコーティング用ドラムミキサーに装入し、前記石灰石系粉原料および／または前記固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置を前記ドラムミキサーに装入された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項３】
鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料および石灰石系粉原料や固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料をドラムミキサーで造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造方法であって、前記焼結原料の内、前記鉄鉱石と前記ＳｉＯ２含有原料とからなる原料を前記ドラムミキサーに装入して造粒し、次いで前記ドラムミキサーの排出側に前記石灰石系粉原料および／または前記固体燃料系粉原料を投射する粉原料投射装置を前記ドラムミキサーに装入された擬似粒子群の上方位置から外れた位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項４】
前記粉原料投射装置の移動位置が前記擬似粒子群の裾野を外れた位置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項５】
前記粉原料投射装置として、前記粉原料を前記ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車と、を有するものを用い、前記投射コンベア、前記コンベア支持台車および前記ガイドレールを前記ガイドレール支持台車により所定位置に移動させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に焼結鉱の製造方法。
【請求項６】
前記粉原料投射装置として、前記コンベア支持台車に対して前記投射コンベアを上下方向に傾けるコンベア傾斜機構を有するものを用い、前記投射コンベアの先端部が上向きなるように前記投射コンベアを前記コンベア傾斜機構により傾斜させた後、前記粉原料を前記ドラムミキサーに装入することを特徴とする請求項５に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項７】
前記コーティング用ドラムミキサーの内部に前記粉原料を前記ドラムミキサーの出口側から装入することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項８】
前記コーティング用ドラムミキサーの内部に前記粉原料を前記ドラムミキサーの入口側から装入することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項９】
鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造設備であって、
前記焼結原料を造粒するディスクペレタイザーと、前記焼結原料の表面をコーティングするコーティング用ドラムミキサーと、該ドラムミキサーの内部に粉原料を投射する粉原料投射装置とを備え、
前記粉原料を前記コーティング用ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを前記粉原料投射装置が有することを特徴とする焼結鉱の製造設備。
【請求項１０】
鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造設備であって、
前記焼結原料を造粒するドラムミキサーと、前記焼結原料の表面をコーティングするコーティング用ドラムミキサーと、該コーティング用ドラムミキサーの内部に粉原料を投射する粉原料投射装置とを備え、
前記粉原料を前記コーティング用ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記コーティング用ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを前記粉原料投射装置が有することを特徴とする焼結鉱の製造設備。
【請求項１１】
鉄鉱石を主原料とし、かつＳｉＯ２含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を副原料とする焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料をドワイトロイド式焼結機により焼成して製造される焼結鉱の製造設備であって、
前記焼結原料を造粒するドラムミキサーと、該造粒するドラムミキサーの排出側からドラムミキサー内部に粉原料を投射する粉原料投射装置とを備え、
前記粉原料を前記ドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを前記粉原料投射装置が有することを特徴とする焼結鉱の製造設備。
【請求項１２】
前記コンベア支持台車に対して前記投射コンベアを上下方向に傾けるコンベア傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の焼結鉱の製造設備。
【請求項１３】
焼結鉱を製造するときに用いられる粉原料投射装置であって、前記焼結鉱の副原料である固体燃料系粉原料または石灰石系粉原料をドラムミキサーの内部に搬送して投射する投射コンベアと、該投射コンベアを前記ドラムミキサーの軸方向に移動可能に支持するコンベア支持台車と、該コンベア支持台車を前記ドラムミキサーの軸方向に案内する左右一対のガイドレールと、該ガイドレールを前記ドラムミキサーの軸方向と直交する横方向に移動可能に支持するガイドレール支持台車とを備えたことを特徴とする粉原料投射装置。
【請求項１４】
前記コンベア支持台車に対して前記投射コンベアを上下方向に傾けるコンベア傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の粉原料投射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１３−４７３７６（Ｐ２０１３−４７３７６Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６０９３９（Ｐ２０１２−１６０９３９）
【出願日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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