焼結鉱の製造方法
【課題】マラマンバ鉱石１に、ピソライト鉱石２や特定のヘマタイト鉱石３を添加して高速攪拌混合機１４で混合造粒して造粒物１６となしたのち、これに固体燃料４やその他の鉱石５を添加して別の造粒機１７で再度混合造粒して焼結原料１８とし、これを焼結する焼結鉱製造方法において、造粒物１６の造粒性指数ＧＩのバラツキを抑制し、これにより焼結鉱の成品歩留の変動を抑制して、より確実に成品歩留を確保できる焼結鉱製造方法を確立する。
【解決手段】造粒物１６をその目標水分含有量とするのに必要な全添加水分のうち、この全添加水分量から前記目標水分含有量の１０〜２０％に相当する水分量を減じた量の水分１２を、高速攪拌混合機１４に装入するまでに添加しておくとともに、残りの水分１５を、高速攪拌混合機１４による混合造粒の際に添加する。
【解決手段】造粒物１６をその目標水分含有量とするのに必要な全添加水分のうち、この全添加水分量から前記目標水分含有量の１０〜２０％に相当する水分量を減じた量の水分１２を、高速攪拌混合機１４に装入するまでに添加しておくとともに、残りの水分１５を、高速攪拌混合機１４による混合造粒の際に添加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶水の含有率が高くかつ微粉の多い多孔質の劣質鉱石であるマラマンバ鉱石を使用する焼結鉱の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結鉱は、その塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）、ＳｉＯ2含有量を目標値とするように鉄鉱石に石灰石、珪石、蛇紋岩等の副原料を配合し、さらに粉コークス等の固体燃料を加えた焼結原料をドラムミキサーやディスクペレタイザーで混合造粒した後、ＤＬ型焼結機で焼成して得られる。
【０００３】
従来から結晶水を高濃度に含有する鉄鉱石を多量に配合したり、微粉の多い鉄鉱石を多量に配合して焼結した場合には、生産性や成品歩留等を悪化させることがよく知られている。しかも、原料事情により今後さらに鉄鉱石原料は劣質化する傾向にあり、結晶水含有量は高いが微粉は比較的少ないピソライト鉱石に加え、結晶水含有率が高くかつ微粉の多いマラマンバ鉱石の配合比率を増加させた焼結鉱の製造技術の開発が急務となっている。
【０００４】
焼結原料中の結晶水含有量が増加すると、その結晶水を分解し蒸発させるための熱量が余分に必要となり、固体燃料の添加量を増加させる必要がある。もし固体燃料の添加量を増加させないと、焼結ベッドが熱不足状態になり、成品焼結鉱の品質が低下したり、返鉱が増加して成品歩留が低下する。一方、逆に固体燃料の添加量が過多になると、焼結ベッドの赤熱帯が大幅に拡がるとともに、融液が過剰に生成して、焼結ベッドの通気抵抗が増大して生産性が低下したり、焼結ベッド内に偏流が生じて成品歩留が低下するなどの悪影響が見られる。
【０００５】
また、微粉の多い原料を多量に使用すると、焼結原料の造粒性が悪くなり焼結ベッドの通気性が悪化して生産性が低下する。また、通気性悪化部位ならびにその下部の焼成が不十分となるために成品歩留も悪化する。
【０００６】
さらに、マラマンバ鉱石は他の原料鉱石に比してＳｉＯ2含有量が少ないため、マラマンバ鉱石を使用すると、焼結鉱の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）一定の場合は焼結鉱中のＳｉＯ2低下に伴いＣａＯ量も低下するので、焼結鉱形成に必要な造滓量が不足して、焼結鉱の成品歩留や強度が悪化することは良く知られている。
【０００７】
またマラマンバ鉱石は、ピソライト鉱石と同様に気孔率の高い多孔質鉱石であるため、マラマンバ鉱石を使用する場合、造粒時に添加する水分の一部がその気孔中に侵入し、微粉鉱石を粗粒鉱石に付着させる水分が不足するため、焼結原料の造粒性が悪化し、生産性や成品歩留、冷間強度が低下することになる。
【０００８】
すなわち、粒径が０．２５ｍｍ以下の微粉が多い多孔質な細粒原料であるマラマンバ鉱石を粗粒原料と高水分で造粒しても、粗粒原料への付着力が弱いために焼結原料の擬似粒子強度が劣るので、焼結機への輸送中に粉化したり、焼結ベッド内での乾燥時に崩壊して焼結ベッドの通気性を悪化させ、生産性や成品歩留を低下させる問題があった。
【０００９】
そこで、本願発明者らは、上記マラマンバ鉱石多配合時の造粒性悪化および造滓量不足の問題を一挙に解決する方法として、「結晶水を３．０質量％以上、ＳｉＯ2を４．０質量％以下、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％以上含有するマラマンバ鉱石に、結晶水を２．０〜４．０質量％、ＳｉＯ2を３．０質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するピソライト鉱石を添加して、ＳｉＯ2が３．０〜５．０質量％、０．５ｍｍ以下の微粉が２５％以上３０質量％未満となる配合物とし、この配合物の含水率が５〜１０質量％、好ましくは７．５〜９．５質量％となるように水分を添加して高速攪拌混合機で混合造粒した後、さらに、固体燃料およびその他の鉱石を添加し、再度、混合造粒した後に焼結する方法」を提案した（特許文献１参照）。
【００１０】
さらに、本願発明者らは、上記特許文献１に記載の方法において、ピソライト鉱石に代えて、特定のヘマタイト鉱石を用いても同様の効果を奏し得ることを見出し、「結晶水を３．０質量％以上、ＳｉＯ2を４．０質量％以下、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％以上含有するマラマンバ鉱石に、結晶水を２．０〜４．０質量％、ＳｉＯ2を３．０質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するヘマタイト鉱石を添加して、ＳｉＯ2が３．０〜５．０質量％、０．５ｍｍ以下の微粉が２５％以上３０質量％未満となる配合物とし、これに水分を５〜１０質量％、特に好ましくは７．５〜９．５質量％添加して高速攪拌混合機で混合造粒した後、さらに、固体燃料およびその他の鉱石を添加し、再度、混合造粒した後に焼結する方法」を提案した（特願２００３−７８２１５参照）。
【００１１】
いっぽう、高結晶水鉱石多配合時の造粒性悪化の問題を解決する方法として、「高結晶水鉱石に対して前処理として散水等の水分添加処理を施し、この処理を施された高結晶水鉱石を原料配合槽に装入し、次いで上記処理以外の他の焼結原料と配合し、混合し、造粒し、造粒された焼結原料を火格子移動式焼結機（ＤＬ型焼結機）に装入して焼結する高炉原料用焼結鉱の製造方法」が開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３７５７５号公報
【特許文献２】特開２００１−２５４１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１（または特願２００３−７８２１５）に記載の方法は、事前に微粉の多いマラマンバ鉱石と核粒子となる粗粒の多いピソライト鉱石（またはヘマタイト鉱石）とを配合し、この配合物を高速攪拌混合機で混合造粒することにより、高速攪拌混合機に備えられた高速攪拌羽根の強力な混合力によって添加水分が配合物全体に浸透し、微粉の粒子表面にも水膜が形成され、微粉粒子の可塑性が向上して、ピソライト鉱石（またはヘマタイト鉱石）の開気孔に付着しやすくなり、フリーな微粉が減少し、造粒性が改善されるものである。
【００１３】
しかしながら、特許文献１（または特願２００３−７８２１５）に記載の方法を採用した場合、造粒性について一定の改善効果が認められたものの、マラマンバ鉱石とピソライト鉱石（またはヘマタイト鉱石）とからなる配合物の水分含有量を所定の範囲に維持しても、この配合物を高速攪拌混合機で造粒して得られた造粒物の造粒性指数ＧＩ（造粒性を定量的に表すための指標）にバラツキが生じて焼結鉱の成品歩留が変動し、所定の成品歩留が得られない場合があり、安定した成品歩留確保のためさらなる改善の余地があった。
【００１４】
上記のように造粒物の造粒性指数ＧＩがばらつく原因を調査した結果、原料となるマラマンバ鉱石およびピソライト鉱石（またはヘマタイト鉱石）がそれぞれ保有する水分量（付着水分量）が鉱石ロットや季節（降水量）等により変動することにより、配合物を所定の水分含有量とするのに必要とされる高速攪拌混合機での添加水分量が変動し、この添加水分量の変動が造粒性に影響を与えているためであることが判明した（後述の実施例参照）。
【００１５】
いっぽう、特許文献２に記載の方法は、造粒前にあらかじめ、高結晶水鉱石に対して前処理として散水等の水分添加処理を施していることから、高結晶水鉱石に元来内在する多孔質内部に事前に水分が充填され、造粒の際に添加した水分が前記多孔質内部に吸収されて造粒性が劣化するのを防止するものである。
【００１６】
しかしながら、特許文献２には、造粒機としてドラムミキサーのみを用い、高結晶水鉱石としてＲＯＢ−ＦおよびＹＮＤ−Ｆといったピソライト鉱石を配合して造粒した場合における、前処理とミキサーでの添加水分量の配分およびその効果は記載されているものの（特許文献２の表１参照）、ドラムミキサーに比して攪拌力が格段に優れた高速攪拌混合機を用いてはいるが高結晶水鉱石より微粉量の多いマラマンバ鉱石を配合して造粒する場合における添加水分量の適正な配分やその効果についてはなんら記載ないし示唆されていない。
【００１７】
したがって、特許文献１（または特願２００３−７８２１５）に記載の方法に単に特許文献２記載の方法を組み合わせるのみでは、上記造粒性指数ＧＩが変動する問題を解決することは困難な状況にあった。
【００１８】
そこで、本発明は、特許文献１（または特願２００３−７８２１５）に記載の方法において、高速攪拌混合機で混合造粒されて得られる造粒物の造粒性指数ＧＩのバラツキを抑制し、これにより焼結鉱の成品歩留の変動を抑制して、より確実に成品歩留を確保できる焼結鉱製造方法を確立することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１に記載の発明は、結晶水を３．０質量％（乾量基準、以下同じ。）以上含有するマラマンバ鉱石に、結晶水を５．０質量％以上含有するピソライト鉱石および結晶水を２．０〜４．０質量％含有するヘマタイト鉱石の少なくとも１種の鉱石を添加してなる配合物を高速攪拌混合機に装入し、混合造粒して造粒物となした後、さらに、この造粒物に固体燃料およびその他の鉱石を添加し、前記高速攪拌混合機とは別の造粒機で、再度、混合造粒して焼結原料となし、その後、この焼結原料を焼結することにより焼結鉱を製造する方法であって、前記造粒物をその目標水分含有量とするのに必要な前記配合物へ添加すべき全水分量のうち、この全水分量から前記目標水分含有量の１０〜２０％に相当する水分量を減じた水分量を、前記配合物を前記高速攪拌混合機に装入するまでに添加しておくとともに、残りの水分量を、前記高速攪拌混合機による混合造粒の際に添加することを特徴とする焼結鉱の製造方法である。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、前記マラマンバ鉱石が、ＳｉＯ2を４．０質量％以下、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％以上含有するものであり、前記ピソライト鉱石が、ＳｉＯ2を４．８質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するものであり、前記ヘマタイト鉱石が、ＳｉＯ2を３．０質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するものであって、前記配合物が、ＳｉＯ2を３．０〜５．０質量％、０．５ｍｍ以下の微粉を２５％以上３０質量％未満含むものとなる請求項１に記載の焼結鉱の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高速攪拌混合機で添加する水分量を所定の範囲に制限したことにより、高速攪拌混合機で混合造粒されて得られる造粒物の造粒性指数ＧＩのバラツキが従来より大幅に低減され、この結果、焼結鉱の成品歩留の変動が抑制され、より確実な成品歩留の確保が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２３】
〔実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係る焼結鉱製造工程全体の概略を示すフロー図である。まず、焼結用の原料として、結晶水を３．０質量％（乾量基準、以下同じ。）以上含有するマラマンバ鉱石１、結晶水を５．０質量％以上含有するピソライト鉱石２、結晶水を２．０〜４．０質量％含有するヘマタイト鉱石３、コークス粉や無煙炭等の固体燃料４、その他の鉱石５（ヘマタイト鉱石３以外のヘマタイト鉱石、返鉱、石灰石、生石灰、珪石、蛇紋岩などを総称したもの）をヤード等からそれぞれの原料槽６〜１０へ装入する。
【００２４】
つぎに、原料槽６〜８からマラマンバ鉱石１とピソライト鉱石２とヘマタイト鉱石３とをコンベア１１上に所定の割合で切り出し、散水等により所定量の水分１２を添加して配合物１３とする。この配合物１３を高速攪拌混合機１４に装入し、さらに所定量の水分１５を添加して混合造粒を行い、造粒物１６とする。ここで、マラマンバ鉱石１に事前に添加する対象物として結晶水を５．０質量％以上含有するピソライト鉱石２および結晶水を２．０〜４．０質量％含有するヘマタイト鉱石３を選択したのは、結晶水を５．０質量％以上含有するピソライト鉱石２はその表面に開気孔が多く、また、結晶水を２．０〜４．０質量％含有するヘマタイト鉱石３はその表面に比較的開気孔が多いため、微粉が開気孔内に付着し、または閉じ込められやすいからである。
【００２５】
上記水分１２および水分１５の添加量を定めるにあたって、造粒物１６が必要な強度を保持するよう、あらかじめ造粒物１６の目標水分含有量ｗQを設定しておく。使用するマラマンバ鉱石１、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の各粒度、配合割合等によって造粒物１６が必要な強度を保持する適正な水分含有量は異なるが、たとえば目標水分含有量ｗQを９〜１１質量％に設定する。
【００２６】
ここで、マラマンバ鉱石１、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３は、通常、海外の山元から輸送され、ヤードで長期間保管されることから、輸送中および保管中における、ダスト飛散防止のための散水や、降雨・降雪等によって、一定の水分（付着水分）を保有しているが、この付着水分の量は鉱石ロットや季節（降水量）によって変動する。したがって、造粒物１６を目標水分含有量ｗQとするために添加すべき全水分量ＷTも、マラマンバ鉱石１、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の付着水分量に応じて変化させる必要がある。
【００２７】
そして、この全添加水分量ＷTを、高速攪拌混合機１４に装入される前のコンベア１１上で添加する水分１２と高速攪拌混合機１４で添加する水分１５とに分け、その分配比率を以下のように設定する。
【００２８】
すなわち、コンベア１１上で添加する水分１２の量Ｗ12（単位：ｔ／ｈ、以下、ＷT，Ｗ15も同じ）は、造粒物１６をその目標水分含有量ｗQ（単位：質量％、以下、ｗMも同じ）とするのに必要な配合物１３へ添加すべき全水分量ＷT（水分１２と水分１５との合計量［＝Ｗ12＋Ｗ15］）のうち、目標水分含有量ｗQの１０〜２０％に相当する水分量Ｗ15を減じた水分量ＷT−Ｗ15とし、高速攪拌混合機１２で添加する水分１５の量は、残りの水分量である、目標水分含有量ｗQの１０〜２０％に相当する水分量Ｗ15とする。換言すれば、マラマンバ鉱石１、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の元々の付着水分量にかかわらず、高速攪拌混合機１４に装入する前の配合物１３の水分含有量ｗMが造粒物１６の目標水分含有量ｗQの８０〜９０％となるように、マラマンバ鉱石１、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の付着水分量とそれらの配合割合に応じてコンベア１１での散水量Ｗ12を調整するとともに、高速攪拌混合機１４で添加する水分１５の量Ｗ15が、目標水分含有量ｗQの残りの１０〜２０％に相当する水分量の範囲となるように調整する。
【００２９】
上記のように、高速攪拌混合機１４で添加する水分１５の量Ｗ15を、目標水分含有量ｗQの１０〜２０％に相当する水分量に限定した理由を以下に述べる。
【００３０】
すなわち、高速攪拌混合機１４で微粉の多い鉱石が効率良く造粒されるのは、以下の機構による。高速攪拌混合機１４に備えられた高速攪拌羽根の強力な混合力により、添加水分１５が配合物１３全体に浸透し、微粉の粒子表面にも水膜が形成される。このため、微粉粒子の可塑性が向上し、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の開気孔に付着しやすくなり、フリーな微粉が確実に減少する。この結果、擬似粒子平均径および擬似粒子強度が増加することとなる。
【００３１】
ところが、高速攪拌混合機１４で添加する水分量Ｗ15が目標水分含有量ｗQの１０％未満になると、添加水分１５が過少となって高速攪拌羽根の強力な混合力によっても配合物１３全体に行き渡らず、微粉の粒子表面に十分に水膜が形成されなくなる。このため、微粉粒子の可塑性が低下し、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の開気孔に付着しにくくなり、フリーな微粉が増加してしまうこととなる。
【００３２】
いっぽう、高速攪拌混合機１４で添加する水分量Ｗ13が目標水分含有量ｗmの２０％を超えると、微粉の粒子表面の水分が過剰になって可塑性が過度に大きくなり、高速攪拌羽根の強力な混合力によって流動化してしまい、かえってピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の開気孔に付着しにくくなり、微粉鉱石のみで構成されたフレーク状の低強度造粒物が形成されるようになって、造粒が不安定になってしまうこととなる。
【００３３】
よって、微粉の粒子表面に適量の水分が存在して良好な造粒性が維持できるように、高速攪拌混合機１４で添加する水分１５の量Ｗ15は目標水分含有量ｗmの１０〜２０％に相当する水分量の範囲とした。なお、Ｗ15の好ましい範囲はｗmの１２〜１９％に相当する水分量の範囲、より好ましい範囲はｗmの１４〜１８％に相当する水分量の範囲である（後述の実施例参照）。
【００３４】
以上の結果、多孔質なピソライト鉱石２および比較的多孔質なヘマタイト鉱石３の表面ないし開気孔内にマラマンバ鉱石１の微粉の相当量が吸着して、フリーな微粉の量が減少し微粉の少ない造粒物１６が得られる。この造粒物１６に、原料槽９および１０から固体燃料４およびその他の鉱石５（ヘマタイト３以外のヘマタイト鉱石、返鉱、石灰石、生石灰、珪石、蛇紋岩など）を所定量切り出して添加し、これらを高速攪拌混合機１４とは別の造粒機としてのドラムミキサー（ディスクペレタイザ−を用いることもできる）１７に装入し、再度、混合造粒して焼結原料１６とする。その結果、焼結原料１８の擬似粒子平均径および擬似粒子強度が増加する。この焼結原料１８を通常のＤＬ焼結機１９で焼成することにより、マラマンバ鉱石１を多量配合しても、焼結ベッドすなわち焼結過程の通気性が悪化することなく、安定して高い生産率や成品歩留が得られる焼結操業が可能となる。
【００３５】
結晶水を３．０質量％以上含有するマラマンバ鉱石１としては、ＳｉＯ2を４．０質量％以下、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％以上含有するものを用い、結晶水を５．０質量％以上含有するピソライト鉱石２としては、ＳｉＯ2を４．８質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するものを用い、結晶水を２．０〜４．０質量％含有するヘマタイト鉱石３としては、ＳｉＯ2を３．０質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するものを用い、これらを所定の配合割合で配合し、得られた配合物１３が、ＳｉＯ2を３．０〜５．０質量％、０．５ｍｍ以下の微粉を２５％以上３０質量％未満含むものとなるようにするのが好ましい。
【００３６】
ピソライト鉱石２の結晶水含有量を５．０質量％以上としたのは、その表面に十分な開気孔を有するものが好ましいからである。また、ピソライト鉱石２のＳｉＯ2含有量を４．８質量％以上としたのは、マラマンバ鉱石２のＳｉＯ2含有量が他の原料鉱石に比して低いため、焼結鉱の造滓量を確保する目的からである。さらに、ピソライト鉱石２の０．２５ｍｍ以下の微粉量を２０質量％未満としたのは、粒径の大きい核粒子の割合を確保しつつピソライト鉱石２の開気孔に付着し切らないフリーな微粉量を過剰にしないためである。
【００３７】
また、ヘマタイト鉱石３の結晶水含有量を２．０〜４．０質量％としたのは、その表面に十分な開気孔を有しつつ、結晶水濃度の高いマラマンバ鉱石１を含む配合物１３中の結晶水濃度が過度にならないものが好ましいからである。また、ヘマタイト鉱石３のＳｉＯ2含有量を３．０質量％以上としたのは、マラマンバ鉱石１のＳｉＯ2含有量が他の原料鉱石に比して低いため、ヘマタイト鉱石３のＳｉＯ2含有量が低すぎると焼結鉱の造滓量を確保できなくなるからである。さらに、ヘマタイト鉱石３の０．２５ｍｍ以下の微粉量を２０質量％未満としたのは、粒径の大きい核粒子の割合を確保しつつピソライト鉱石の開気孔に付着し切らないフリーな微粉量を過剰にしないためである。
【００３８】
また、マラマンバ鉱石１にピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３を添加した配合物１３のＳｉＯ2含有量を３．０〜５．０質量％としたのは、３．０質量％未満では焼結鉱の造滓量が不足して強度が低下するためであり、５．０質量％を超えると焼結鉱を高炉に使用した際に高炉内でのスラグ発生量が過剰となるためである。また、配合物１３の０．５ｍｍ以下の微粉量を２５％以上３０質量％未満としたのは、２５質量％未満では粗粒鉱石の量が増加し過ぎることによって粗粒鉱石同士の衝突頻度が増大する結果、粗粒鉱石に微粉鉱石が付着する速度より、粗粒鉱石同士の衝突によって一旦付着した微粉鉱石が剥離する速度が大きくなって擬似粒子化が阻害されるためであり、一方、３０質量％以上になるとフリーな微粉量が増加して擬似粒子化が阻害され、焼結過程の通気性が低下し始め、生産率や成品歩留に悪影響を及ぼすためである。
【００３９】
〔変形例〕
上記実施形態では、マラマンバ鉱石１に、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の両方を添加して高速攪拌混合機１４内で混合造粒する例を示したが、いずれか一方のみを添加してもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、高速攪拌混合機１４に装入するまでの事前の水分添加を、原料１〜３を原料槽６〜８から高速攪拌混合機１４へ搬送するコンベア１１上で行う例を示したが、ヤード等、もしくはヤード等から原料槽６〜８へ搬送するコンベア上、もしくは原料槽６〜８内で行ってもよく、さらには、これらの箇所のうち任意の複数箇所を組み合わせて行ってもよい。
【実施例】
【００４１】
マラマンバ鉱石として豪州産のウェストアンジェラス鉱（ＷＡと略称）、ピソライト鉱石として同じく豪州産のローブリバー鉱とヤンディ鉱とを質量比で１：３の割合で混合したもの（ＰＯと略称）、ヘマタイト鉱石として同じく豪州産のハマスレー鉱（ＨＯと略称）を用いた。そして、ＷＡ、ＰＯおよびＨＯを各原料槽から質量比で２．５：１：１の割合でコンベア上に切り出して配合し配合物とした。
【００４２】
表１にＷＡ、ＰＯおよびＨＯの結晶水含有量、ＳｉＯ2含有量、および粒度分布を、表２に上記配合物のＳｉＯ2含有量および−０．５ｍｍの微粉の割合を示す。
【表１】
【表２】
【００４３】
上記コンベア上で上記配合物に散水量を種々変化させて散水したのち、この配合物を高速攪拌混合機に装入し、再度水分添加量を種々変化させて水分を添加して混合造粒を行い、水分含有率が８．０〜１１．３質量％の範囲の造粒物を作成した。ここに、高速攪拌混合機としては、高速攪拌羽根（アジテータ）を内蔵したアイリッヒミキサー（処理量：最大２００ｔ／ｈ、パン回転数：１２ｒｐｍ、アジテータ回転数：１５０ｒｐｍ、滞留時間：６０ｓ）を用いた。
【００４４】
そして、コンベア上での散水量および／または高速攪拌混合機での水分添加量を変化させるごとに、ベルトコンベア上から散水後の配合物を、高速攪拌混合機の出口から造粒物をそれぞれ採取し、両者の水分含有量ｗM，ｗQと、造粒物の造粒性指数ＧＩを測定した。
【００４５】
なお、造粒性指数ＧＩは以下の方法により求めた。すなわち、採取した造粒物を雰囲気温度１０５℃に調整された乾燥器内に２４ｈ保持して十分に乾燥する。乾燥した造粒物を篩目０．２５ｍｍで篩い（乾式篩い）、篩上の質量割合（−０．２５ｍｍの質量％）Ｆｄを求める。ついで、前記乾式篩い後のサンプル全量（篩上＋篩下）を流水下で前記と同じ篩目０．２５ｍｍで篩い（湿式篩い）、篩上の質量割合（−０．２５ｍｍの質量％）Ｆｗを求める。そして、ＧＩ（％）＝（Ｆｗ−Ｆｄ）／Ｆｗ×１００の式より、造粒性指数ＧＩを算出した。
【００４６】
得られた結果を図２および図３に示す。図２は、高速攪拌混合機での水分添加割合ＸM（％）＝（ｗQ−ｗM）／ｗQ×１００と造粒性指数ＧＩとの関係を示す図であり、図３は、高速攪拌混合機での水分添加割合ＸMの範囲で層別した、造粒物の水分含有量ｗQと造粒性指数ＧＩの関係を示す図である。
【００４７】
図２より、高速攪拌混合機での水分添加割合ＸMが１０％未満および２０％超の範囲では、造粒性指数ＧＩが大きく変動してＧＩが６０％を下回る場合が生じるのに対し、ＸMが１０〜２０％、好ましくは１２〜１９％、より好ましくは１４〜１８％の範囲において、安定して６０％以上の高いＧＩが得られることがわかる。
【００４８】
さらに、図３より、ＸM＝１０〜２０％のものが分布するｗQ＝９．０〜１０．７質量％の範囲内に限っても、ＸM＜１０％およびＸM＞２０％のものは、ｗQの値よってＧＩが大きく変動してＧＩが６０％を下回る場合が生じるのに対し、ＸM＝１０〜２０％のものは、ｗQの値にかかわらず、安定して６０％以上の高いＧＩが得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る焼結鉱製造工程全体の概略を示すフロー図である。
【図２】高速攪拌混合機での水分添加割合ＸMと造粒性指数ＧＩとの関係を示す図である。
【図３】高速攪拌混合機での水分添加割合ＸMの範囲で層別した、造粒物の水分含有量ｗQと造粒性指数ＧＩの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１：マラマンバ鉱石
２：ピソライト鉱石
３：ヘマタイト鉱石
４：固体燃料
５：その他の鉱石
６〜１０：原料槽
１１：コンベア
１２：水分
１３：配合物
１４：高速攪拌混合機
１５：水分
１６：造粒物
１７：造粒機（ドラムミキサー（またはディスクペレタイザ−））
１８：焼結原料
１９：ＤＬ焼結機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶水の含有率が高くかつ微粉の多い多孔質の劣質鉱石であるマラマンバ鉱石を使用する焼結鉱の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結鉱は、その塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）、ＳｉＯ2含有量を目標値とするように鉄鉱石に石灰石、珪石、蛇紋岩等の副原料を配合し、さらに粉コークス等の固体燃料を加えた焼結原料をドラムミキサーやディスクペレタイザーで混合造粒した後、ＤＬ型焼結機で焼成して得られる。
【０００３】
従来から結晶水を高濃度に含有する鉄鉱石を多量に配合したり、微粉の多い鉄鉱石を多量に配合して焼結した場合には、生産性や成品歩留等を悪化させることがよく知られている。しかも、原料事情により今後さらに鉄鉱石原料は劣質化する傾向にあり、結晶水含有量は高いが微粉は比較的少ないピソライト鉱石に加え、結晶水含有率が高くかつ微粉の多いマラマンバ鉱石の配合比率を増加させた焼結鉱の製造技術の開発が急務となっている。
【０００４】
焼結原料中の結晶水含有量が増加すると、その結晶水を分解し蒸発させるための熱量が余分に必要となり、固体燃料の添加量を増加させる必要がある。もし固体燃料の添加量を増加させないと、焼結ベッドが熱不足状態になり、成品焼結鉱の品質が低下したり、返鉱が増加して成品歩留が低下する。一方、逆に固体燃料の添加量が過多になると、焼結ベッドの赤熱帯が大幅に拡がるとともに、融液が過剰に生成して、焼結ベッドの通気抵抗が増大して生産性が低下したり、焼結ベッド内に偏流が生じて成品歩留が低下するなどの悪影響が見られる。
【０００５】
また、微粉の多い原料を多量に使用すると、焼結原料の造粒性が悪くなり焼結ベッドの通気性が悪化して生産性が低下する。また、通気性悪化部位ならびにその下部の焼成が不十分となるために成品歩留も悪化する。
【０００６】
さらに、マラマンバ鉱石は他の原料鉱石に比してＳｉＯ2含有量が少ないため、マラマンバ鉱石を使用すると、焼結鉱の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）一定の場合は焼結鉱中のＳｉＯ2低下に伴いＣａＯ量も低下するので、焼結鉱形成に必要な造滓量が不足して、焼結鉱の成品歩留や強度が悪化することは良く知られている。
【０００７】
またマラマンバ鉱石は、ピソライト鉱石と同様に気孔率の高い多孔質鉱石であるため、マラマンバ鉱石を使用する場合、造粒時に添加する水分の一部がその気孔中に侵入し、微粉鉱石を粗粒鉱石に付着させる水分が不足するため、焼結原料の造粒性が悪化し、生産性や成品歩留、冷間強度が低下することになる。
【０００８】
すなわち、粒径が０．２５ｍｍ以下の微粉が多い多孔質な細粒原料であるマラマンバ鉱石を粗粒原料と高水分で造粒しても、粗粒原料への付着力が弱いために焼結原料の擬似粒子強度が劣るので、焼結機への輸送中に粉化したり、焼結ベッド内での乾燥時に崩壊して焼結ベッドの通気性を悪化させ、生産性や成品歩留を低下させる問題があった。
【０００９】
そこで、本願発明者らは、上記マラマンバ鉱石多配合時の造粒性悪化および造滓量不足の問題を一挙に解決する方法として、「結晶水を３．０質量％以上、ＳｉＯ2を４．０質量％以下、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％以上含有するマラマンバ鉱石に、結晶水を２．０〜４．０質量％、ＳｉＯ2を３．０質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するピソライト鉱石を添加して、ＳｉＯ2が３．０〜５．０質量％、０．５ｍｍ以下の微粉が２５％以上３０質量％未満となる配合物とし、この配合物の含水率が５〜１０質量％、好ましくは７．５〜９．５質量％となるように水分を添加して高速攪拌混合機で混合造粒した後、さらに、固体燃料およびその他の鉱石を添加し、再度、混合造粒した後に焼結する方法」を提案した（特許文献１参照）。
【００１０】
さらに、本願発明者らは、上記特許文献１に記載の方法において、ピソライト鉱石に代えて、特定のヘマタイト鉱石を用いても同様の効果を奏し得ることを見出し、「結晶水を３．０質量％以上、ＳｉＯ2を４．０質量％以下、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％以上含有するマラマンバ鉱石に、結晶水を２．０〜４．０質量％、ＳｉＯ2を３．０質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するヘマタイト鉱石を添加して、ＳｉＯ2が３．０〜５．０質量％、０．５ｍｍ以下の微粉が２５％以上３０質量％未満となる配合物とし、これに水分を５〜１０質量％、特に好ましくは７．５〜９．５質量％添加して高速攪拌混合機で混合造粒した後、さらに、固体燃料およびその他の鉱石を添加し、再度、混合造粒した後に焼結する方法」を提案した（特願２００３−７８２１５参照）。
【００１１】
いっぽう、高結晶水鉱石多配合時の造粒性悪化の問題を解決する方法として、「高結晶水鉱石に対して前処理として散水等の水分添加処理を施し、この処理を施された高結晶水鉱石を原料配合槽に装入し、次いで上記処理以外の他の焼結原料と配合し、混合し、造粒し、造粒された焼結原料を火格子移動式焼結機（ＤＬ型焼結機）に装入して焼結する高炉原料用焼結鉱の製造方法」が開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３７５７５号公報
【特許文献２】特開２００１−２５４１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１（または特願２００３−７８２１５）に記載の方法は、事前に微粉の多いマラマンバ鉱石と核粒子となる粗粒の多いピソライト鉱石（またはヘマタイト鉱石）とを配合し、この配合物を高速攪拌混合機で混合造粒することにより、高速攪拌混合機に備えられた高速攪拌羽根の強力な混合力によって添加水分が配合物全体に浸透し、微粉の粒子表面にも水膜が形成され、微粉粒子の可塑性が向上して、ピソライト鉱石（またはヘマタイト鉱石）の開気孔に付着しやすくなり、フリーな微粉が減少し、造粒性が改善されるものである。
【００１３】
しかしながら、特許文献１（または特願２００３−７８２１５）に記載の方法を採用した場合、造粒性について一定の改善効果が認められたものの、マラマンバ鉱石とピソライト鉱石（またはヘマタイト鉱石）とからなる配合物の水分含有量を所定の範囲に維持しても、この配合物を高速攪拌混合機で造粒して得られた造粒物の造粒性指数ＧＩ（造粒性を定量的に表すための指標）にバラツキが生じて焼結鉱の成品歩留が変動し、所定の成品歩留が得られない場合があり、安定した成品歩留確保のためさらなる改善の余地があった。
【００１４】
上記のように造粒物の造粒性指数ＧＩがばらつく原因を調査した結果、原料となるマラマンバ鉱石およびピソライト鉱石（またはヘマタイト鉱石）がそれぞれ保有する水分量（付着水分量）が鉱石ロットや季節（降水量）等により変動することにより、配合物を所定の水分含有量とするのに必要とされる高速攪拌混合機での添加水分量が変動し、この添加水分量の変動が造粒性に影響を与えているためであることが判明した（後述の実施例参照）。
【００１５】
いっぽう、特許文献２に記載の方法は、造粒前にあらかじめ、高結晶水鉱石に対して前処理として散水等の水分添加処理を施していることから、高結晶水鉱石に元来内在する多孔質内部に事前に水分が充填され、造粒の際に添加した水分が前記多孔質内部に吸収されて造粒性が劣化するのを防止するものである。
【００１６】
しかしながら、特許文献２には、造粒機としてドラムミキサーのみを用い、高結晶水鉱石としてＲＯＢ−ＦおよびＹＮＤ−Ｆといったピソライト鉱石を配合して造粒した場合における、前処理とミキサーでの添加水分量の配分およびその効果は記載されているものの（特許文献２の表１参照）、ドラムミキサーに比して攪拌力が格段に優れた高速攪拌混合機を用いてはいるが高結晶水鉱石より微粉量の多いマラマンバ鉱石を配合して造粒する場合における添加水分量の適正な配分やその効果についてはなんら記載ないし示唆されていない。
【００１７】
したがって、特許文献１（または特願２００３−７８２１５）に記載の方法に単に特許文献２記載の方法を組み合わせるのみでは、上記造粒性指数ＧＩが変動する問題を解決することは困難な状況にあった。
【００１８】
そこで、本発明は、特許文献１（または特願２００３−７８２１５）に記載の方法において、高速攪拌混合機で混合造粒されて得られる造粒物の造粒性指数ＧＩのバラツキを抑制し、これにより焼結鉱の成品歩留の変動を抑制して、より確実に成品歩留を確保できる焼結鉱製造方法を確立することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１に記載の発明は、結晶水を３．０質量％（乾量基準、以下同じ。）以上含有するマラマンバ鉱石に、結晶水を５．０質量％以上含有するピソライト鉱石および結晶水を２．０〜４．０質量％含有するヘマタイト鉱石の少なくとも１種の鉱石を添加してなる配合物を高速攪拌混合機に装入し、混合造粒して造粒物となした後、さらに、この造粒物に固体燃料およびその他の鉱石を添加し、前記高速攪拌混合機とは別の造粒機で、再度、混合造粒して焼結原料となし、その後、この焼結原料を焼結することにより焼結鉱を製造する方法であって、前記造粒物をその目標水分含有量とするのに必要な前記配合物へ添加すべき全水分量のうち、この全水分量から前記目標水分含有量の１０〜２０％に相当する水分量を減じた水分量を、前記配合物を前記高速攪拌混合機に装入するまでに添加しておくとともに、残りの水分量を、前記高速攪拌混合機による混合造粒の際に添加することを特徴とする焼結鉱の製造方法である。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、前記マラマンバ鉱石が、ＳｉＯ2を４．０質量％以下、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％以上含有するものであり、前記ピソライト鉱石が、ＳｉＯ2を４．８質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するものであり、前記ヘマタイト鉱石が、ＳｉＯ2を３．０質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するものであって、前記配合物が、ＳｉＯ2を３．０〜５．０質量％、０．５ｍｍ以下の微粉を２５％以上３０質量％未満含むものとなる請求項１に記載の焼結鉱の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高速攪拌混合機で添加する水分量を所定の範囲に制限したことにより、高速攪拌混合機で混合造粒されて得られる造粒物の造粒性指数ＧＩのバラツキが従来より大幅に低減され、この結果、焼結鉱の成品歩留の変動が抑制され、より確実な成品歩留の確保が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２３】
〔実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係る焼結鉱製造工程全体の概略を示すフロー図である。まず、焼結用の原料として、結晶水を３．０質量％（乾量基準、以下同じ。）以上含有するマラマンバ鉱石１、結晶水を５．０質量％以上含有するピソライト鉱石２、結晶水を２．０〜４．０質量％含有するヘマタイト鉱石３、コークス粉や無煙炭等の固体燃料４、その他の鉱石５（ヘマタイト鉱石３以外のヘマタイト鉱石、返鉱、石灰石、生石灰、珪石、蛇紋岩などを総称したもの）をヤード等からそれぞれの原料槽６〜１０へ装入する。
【００２４】
つぎに、原料槽６〜８からマラマンバ鉱石１とピソライト鉱石２とヘマタイト鉱石３とをコンベア１１上に所定の割合で切り出し、散水等により所定量の水分１２を添加して配合物１３とする。この配合物１３を高速攪拌混合機１４に装入し、さらに所定量の水分１５を添加して混合造粒を行い、造粒物１６とする。ここで、マラマンバ鉱石１に事前に添加する対象物として結晶水を５．０質量％以上含有するピソライト鉱石２および結晶水を２．０〜４．０質量％含有するヘマタイト鉱石３を選択したのは、結晶水を５．０質量％以上含有するピソライト鉱石２はその表面に開気孔が多く、また、結晶水を２．０〜４．０質量％含有するヘマタイト鉱石３はその表面に比較的開気孔が多いため、微粉が開気孔内に付着し、または閉じ込められやすいからである。
【００２５】
上記水分１２および水分１５の添加量を定めるにあたって、造粒物１６が必要な強度を保持するよう、あらかじめ造粒物１６の目標水分含有量ｗQを設定しておく。使用するマラマンバ鉱石１、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の各粒度、配合割合等によって造粒物１６が必要な強度を保持する適正な水分含有量は異なるが、たとえば目標水分含有量ｗQを９〜１１質量％に設定する。
【００２６】
ここで、マラマンバ鉱石１、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３は、通常、海外の山元から輸送され、ヤードで長期間保管されることから、輸送中および保管中における、ダスト飛散防止のための散水や、降雨・降雪等によって、一定の水分（付着水分）を保有しているが、この付着水分の量は鉱石ロットや季節（降水量）によって変動する。したがって、造粒物１６を目標水分含有量ｗQとするために添加すべき全水分量ＷTも、マラマンバ鉱石１、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の付着水分量に応じて変化させる必要がある。
【００２７】
そして、この全添加水分量ＷTを、高速攪拌混合機１４に装入される前のコンベア１１上で添加する水分１２と高速攪拌混合機１４で添加する水分１５とに分け、その分配比率を以下のように設定する。
【００２８】
すなわち、コンベア１１上で添加する水分１２の量Ｗ12（単位：ｔ／ｈ、以下、ＷT，Ｗ15も同じ）は、造粒物１６をその目標水分含有量ｗQ（単位：質量％、以下、ｗMも同じ）とするのに必要な配合物１３へ添加すべき全水分量ＷT（水分１２と水分１５との合計量［＝Ｗ12＋Ｗ15］）のうち、目標水分含有量ｗQの１０〜２０％に相当する水分量Ｗ15を減じた水分量ＷT−Ｗ15とし、高速攪拌混合機１２で添加する水分１５の量は、残りの水分量である、目標水分含有量ｗQの１０〜２０％に相当する水分量Ｗ15とする。換言すれば、マラマンバ鉱石１、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の元々の付着水分量にかかわらず、高速攪拌混合機１４に装入する前の配合物１３の水分含有量ｗMが造粒物１６の目標水分含有量ｗQの８０〜９０％となるように、マラマンバ鉱石１、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の付着水分量とそれらの配合割合に応じてコンベア１１での散水量Ｗ12を調整するとともに、高速攪拌混合機１４で添加する水分１５の量Ｗ15が、目標水分含有量ｗQの残りの１０〜２０％に相当する水分量の範囲となるように調整する。
【００２９】
上記のように、高速攪拌混合機１４で添加する水分１５の量Ｗ15を、目標水分含有量ｗQの１０〜２０％に相当する水分量に限定した理由を以下に述べる。
【００３０】
すなわち、高速攪拌混合機１４で微粉の多い鉱石が効率良く造粒されるのは、以下の機構による。高速攪拌混合機１４に備えられた高速攪拌羽根の強力な混合力により、添加水分１５が配合物１３全体に浸透し、微粉の粒子表面にも水膜が形成される。このため、微粉粒子の可塑性が向上し、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の開気孔に付着しやすくなり、フリーな微粉が確実に減少する。この結果、擬似粒子平均径および擬似粒子強度が増加することとなる。
【００３１】
ところが、高速攪拌混合機１４で添加する水分量Ｗ15が目標水分含有量ｗQの１０％未満になると、添加水分１５が過少となって高速攪拌羽根の強力な混合力によっても配合物１３全体に行き渡らず、微粉の粒子表面に十分に水膜が形成されなくなる。このため、微粉粒子の可塑性が低下し、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の開気孔に付着しにくくなり、フリーな微粉が増加してしまうこととなる。
【００３２】
いっぽう、高速攪拌混合機１４で添加する水分量Ｗ13が目標水分含有量ｗmの２０％を超えると、微粉の粒子表面の水分が過剰になって可塑性が過度に大きくなり、高速攪拌羽根の強力な混合力によって流動化してしまい、かえってピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の開気孔に付着しにくくなり、微粉鉱石のみで構成されたフレーク状の低強度造粒物が形成されるようになって、造粒が不安定になってしまうこととなる。
【００３３】
よって、微粉の粒子表面に適量の水分が存在して良好な造粒性が維持できるように、高速攪拌混合機１４で添加する水分１５の量Ｗ15は目標水分含有量ｗmの１０〜２０％に相当する水分量の範囲とした。なお、Ｗ15の好ましい範囲はｗmの１２〜１９％に相当する水分量の範囲、より好ましい範囲はｗmの１４〜１８％に相当する水分量の範囲である（後述の実施例参照）。
【００３４】
以上の結果、多孔質なピソライト鉱石２および比較的多孔質なヘマタイト鉱石３の表面ないし開気孔内にマラマンバ鉱石１の微粉の相当量が吸着して、フリーな微粉の量が減少し微粉の少ない造粒物１６が得られる。この造粒物１６に、原料槽９および１０から固体燃料４およびその他の鉱石５（ヘマタイト３以外のヘマタイト鉱石、返鉱、石灰石、生石灰、珪石、蛇紋岩など）を所定量切り出して添加し、これらを高速攪拌混合機１４とは別の造粒機としてのドラムミキサー（ディスクペレタイザ−を用いることもできる）１７に装入し、再度、混合造粒して焼結原料１６とする。その結果、焼結原料１８の擬似粒子平均径および擬似粒子強度が増加する。この焼結原料１８を通常のＤＬ焼結機１９で焼成することにより、マラマンバ鉱石１を多量配合しても、焼結ベッドすなわち焼結過程の通気性が悪化することなく、安定して高い生産率や成品歩留が得られる焼結操業が可能となる。
【００３５】
結晶水を３．０質量％以上含有するマラマンバ鉱石１としては、ＳｉＯ2を４．０質量％以下、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％以上含有するものを用い、結晶水を５．０質量％以上含有するピソライト鉱石２としては、ＳｉＯ2を４．８質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するものを用い、結晶水を２．０〜４．０質量％含有するヘマタイト鉱石３としては、ＳｉＯ2を３．０質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するものを用い、これらを所定の配合割合で配合し、得られた配合物１３が、ＳｉＯ2を３．０〜５．０質量％、０．５ｍｍ以下の微粉を２５％以上３０質量％未満含むものとなるようにするのが好ましい。
【００３６】
ピソライト鉱石２の結晶水含有量を５．０質量％以上としたのは、その表面に十分な開気孔を有するものが好ましいからである。また、ピソライト鉱石２のＳｉＯ2含有量を４．８質量％以上としたのは、マラマンバ鉱石２のＳｉＯ2含有量が他の原料鉱石に比して低いため、焼結鉱の造滓量を確保する目的からである。さらに、ピソライト鉱石２の０．２５ｍｍ以下の微粉量を２０質量％未満としたのは、粒径の大きい核粒子の割合を確保しつつピソライト鉱石２の開気孔に付着し切らないフリーな微粉量を過剰にしないためである。
【００３７】
また、ヘマタイト鉱石３の結晶水含有量を２．０〜４．０質量％としたのは、その表面に十分な開気孔を有しつつ、結晶水濃度の高いマラマンバ鉱石１を含む配合物１３中の結晶水濃度が過度にならないものが好ましいからである。また、ヘマタイト鉱石３のＳｉＯ2含有量を３．０質量％以上としたのは、マラマンバ鉱石１のＳｉＯ2含有量が他の原料鉱石に比して低いため、ヘマタイト鉱石３のＳｉＯ2含有量が低すぎると焼結鉱の造滓量を確保できなくなるからである。さらに、ヘマタイト鉱石３の０．２５ｍｍ以下の微粉量を２０質量％未満としたのは、粒径の大きい核粒子の割合を確保しつつピソライト鉱石の開気孔に付着し切らないフリーな微粉量を過剰にしないためである。
【００３８】
また、マラマンバ鉱石１にピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３を添加した配合物１３のＳｉＯ2含有量を３．０〜５．０質量％としたのは、３．０質量％未満では焼結鉱の造滓量が不足して強度が低下するためであり、５．０質量％を超えると焼結鉱を高炉に使用した際に高炉内でのスラグ発生量が過剰となるためである。また、配合物１３の０．５ｍｍ以下の微粉量を２５％以上３０質量％未満としたのは、２５質量％未満では粗粒鉱石の量が増加し過ぎることによって粗粒鉱石同士の衝突頻度が増大する結果、粗粒鉱石に微粉鉱石が付着する速度より、粗粒鉱石同士の衝突によって一旦付着した微粉鉱石が剥離する速度が大きくなって擬似粒子化が阻害されるためであり、一方、３０質量％以上になるとフリーな微粉量が増加して擬似粒子化が阻害され、焼結過程の通気性が低下し始め、生産率や成品歩留に悪影響を及ぼすためである。
【００３９】
〔変形例〕
上記実施形態では、マラマンバ鉱石１に、ピソライト鉱石２およびヘマタイト鉱石３の両方を添加して高速攪拌混合機１４内で混合造粒する例を示したが、いずれか一方のみを添加してもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、高速攪拌混合機１４に装入するまでの事前の水分添加を、原料１〜３を原料槽６〜８から高速攪拌混合機１４へ搬送するコンベア１１上で行う例を示したが、ヤード等、もしくはヤード等から原料槽６〜８へ搬送するコンベア上、もしくは原料槽６〜８内で行ってもよく、さらには、これらの箇所のうち任意の複数箇所を組み合わせて行ってもよい。
【実施例】
【００４１】
マラマンバ鉱石として豪州産のウェストアンジェラス鉱（ＷＡと略称）、ピソライト鉱石として同じく豪州産のローブリバー鉱とヤンディ鉱とを質量比で１：３の割合で混合したもの（ＰＯと略称）、ヘマタイト鉱石として同じく豪州産のハマスレー鉱（ＨＯと略称）を用いた。そして、ＷＡ、ＰＯおよびＨＯを各原料槽から質量比で２．５：１：１の割合でコンベア上に切り出して配合し配合物とした。
【００４２】
表１にＷＡ、ＰＯおよびＨＯの結晶水含有量、ＳｉＯ2含有量、および粒度分布を、表２に上記配合物のＳｉＯ2含有量および−０．５ｍｍの微粉の割合を示す。
【表１】
【表２】
【００４３】
上記コンベア上で上記配合物に散水量を種々変化させて散水したのち、この配合物を高速攪拌混合機に装入し、再度水分添加量を種々変化させて水分を添加して混合造粒を行い、水分含有率が８．０〜１１．３質量％の範囲の造粒物を作成した。ここに、高速攪拌混合機としては、高速攪拌羽根（アジテータ）を内蔵したアイリッヒミキサー（処理量：最大２００ｔ／ｈ、パン回転数：１２ｒｐｍ、アジテータ回転数：１５０ｒｐｍ、滞留時間：６０ｓ）を用いた。
【００４４】
そして、コンベア上での散水量および／または高速攪拌混合機での水分添加量を変化させるごとに、ベルトコンベア上から散水後の配合物を、高速攪拌混合機の出口から造粒物をそれぞれ採取し、両者の水分含有量ｗM，ｗQと、造粒物の造粒性指数ＧＩを測定した。
【００４５】
なお、造粒性指数ＧＩは以下の方法により求めた。すなわち、採取した造粒物を雰囲気温度１０５℃に調整された乾燥器内に２４ｈ保持して十分に乾燥する。乾燥した造粒物を篩目０．２５ｍｍで篩い（乾式篩い）、篩上の質量割合（−０．２５ｍｍの質量％）Ｆｄを求める。ついで、前記乾式篩い後のサンプル全量（篩上＋篩下）を流水下で前記と同じ篩目０．２５ｍｍで篩い（湿式篩い）、篩上の質量割合（−０．２５ｍｍの質量％）Ｆｗを求める。そして、ＧＩ（％）＝（Ｆｗ−Ｆｄ）／Ｆｗ×１００の式より、造粒性指数ＧＩを算出した。
【００４６】
得られた結果を図２および図３に示す。図２は、高速攪拌混合機での水分添加割合ＸM（％）＝（ｗQ−ｗM）／ｗQ×１００と造粒性指数ＧＩとの関係を示す図であり、図３は、高速攪拌混合機での水分添加割合ＸMの範囲で層別した、造粒物の水分含有量ｗQと造粒性指数ＧＩの関係を示す図である。
【００４７】
図２より、高速攪拌混合機での水分添加割合ＸMが１０％未満および２０％超の範囲では、造粒性指数ＧＩが大きく変動してＧＩが６０％を下回る場合が生じるのに対し、ＸMが１０〜２０％、好ましくは１２〜１９％、より好ましくは１４〜１８％の範囲において、安定して６０％以上の高いＧＩが得られることがわかる。
【００４８】
さらに、図３より、ＸM＝１０〜２０％のものが分布するｗQ＝９．０〜１０．７質量％の範囲内に限っても、ＸM＜１０％およびＸM＞２０％のものは、ｗQの値よってＧＩが大きく変動してＧＩが６０％を下回る場合が生じるのに対し、ＸM＝１０〜２０％のものは、ｗQの値にかかわらず、安定して６０％以上の高いＧＩが得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る焼結鉱製造工程全体の概略を示すフロー図である。
【図２】高速攪拌混合機での水分添加割合ＸMと造粒性指数ＧＩとの関係を示す図である。
【図３】高速攪拌混合機での水分添加割合ＸMの範囲で層別した、造粒物の水分含有量ｗQと造粒性指数ＧＩの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１：マラマンバ鉱石
２：ピソライト鉱石
３：ヘマタイト鉱石
４：固体燃料
５：その他の鉱石
６〜１０：原料槽
１１：コンベア
１２：水分
１３：配合物
１４：高速攪拌混合機
１５：水分
１６：造粒物
１７：造粒機（ドラムミキサー（またはディスクペレタイザ−））
１８：焼結原料
１９：ＤＬ焼結機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶水を３．０質量％（乾量基準、以下同じ。）以上含有するマラマンバ鉱石に、結晶水を５．０質量％以上含有するピソライト鉱石および結晶水を２．０〜４．０質量％含有するヘマタイト鉱石の少なくとも１種の鉱石を添加してなる配合物を高速攪拌混合機に装入し、混合造粒して造粒物となした後、さらに、この造粒物に固体燃料およびその他の鉱石を添加し、前記高速攪拌混合機とは別の造粒機で、再度、混合造粒して焼結原料となし、その後、この焼結原料を焼結することにより焼結鉱を製造する方法であって、
前記造粒物をその目標水分含有量とするのに必要な前記配合物へ添加すべき全水分量のうち、この全水分量から前記目標水分含有量の１０〜２０％に相当する水分量を減じた水分量を、前記配合物を前記高速攪拌混合機に装入するまでに添加しておくとともに、残りの水分量を、前記高速攪拌混合機による混合造粒の際に添加することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
前記マラマンバ鉱石が、ＳｉＯ2を４．０質量％以下、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％以上含有するものであり、
前記ピソライト鉱石が、ＳｉＯ2を４．８質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するものであり、
前記ヘマタイト鉱石が、ＳｉＯ2を３．０質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するものであって、
前記配合物が、ＳｉＯ2を３．０〜５．０質量％、０．５ｍｍ以下の微粉を２５％以上３０質量％未満含むものとなる請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項１】
結晶水を３．０質量％（乾量基準、以下同じ。）以上含有するマラマンバ鉱石に、結晶水を５．０質量％以上含有するピソライト鉱石および結晶水を２．０〜４．０質量％含有するヘマタイト鉱石の少なくとも１種の鉱石を添加してなる配合物を高速攪拌混合機に装入し、混合造粒して造粒物となした後、さらに、この造粒物に固体燃料およびその他の鉱石を添加し、前記高速攪拌混合機とは別の造粒機で、再度、混合造粒して焼結原料となし、その後、この焼結原料を焼結することにより焼結鉱を製造する方法であって、
前記造粒物をその目標水分含有量とするのに必要な前記配合物へ添加すべき全水分量のうち、この全水分量から前記目標水分含有量の１０〜２０％に相当する水分量を減じた水分量を、前記配合物を前記高速攪拌混合機に装入するまでに添加しておくとともに、残りの水分量を、前記高速攪拌混合機による混合造粒の際に添加することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
前記マラマンバ鉱石が、ＳｉＯ2を４．０質量％以下、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％以上含有するものであり、
前記ピソライト鉱石が、ＳｉＯ2を４．８質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するものであり、
前記ヘマタイト鉱石が、ＳｉＯ2を３．０質量％以上、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％未満含有するものであって、
前記配合物が、ＳｉＯ2を３．０〜５．０質量％、０．５ｍｍ以下の微粉を２５％以上３０質量％未満含むものとなる請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−６３３５０（Ｐ２００６−６３３５０Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４３８０２（Ｐ２００４−２４３８０２）
【出願日】平成１６年８月２４日（２００４．８．２４）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２４日（２００４．８．２４）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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