JP2014227568A - 焼結用造粒原料の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】難造粒性の微粉鉄鉱石を使用する場合でも、造粒時に細粒や微粉が互いに凝集して微粉鉄鉱石を多く含む結合力の弱い粗大な擬似粒子になるのを阻止し、結合強度が大きく比較的粒径の揃った擬似粒子を多く造粒する技術を提案する。【解決手段】少なくとも微粉鉄鉱石を含む配合原料に水分を添加して混合する混合工程と、混合原料を造粒機にて造粒することにより擬似粒子とする造粒工程を経て造粒原料を製造する方法において、その造粒工程では、造粒時に生成する各種粒径の擬似粒子に対し、粒径の大きさに応じた解砕力を加えて解砕しつつ造粒する焼結用造粒原料の製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、焼結用造粒原料の製造方法に関する。

一般的な焼結鉱は、粉状の鉄鉱石その他の原料の他、必要に応じて副原料、凝結材等を所定量配合して混合−造粒し、得られたその造粒原料をドワイトロイド式焼結機に装入して焼結することで製造される。ここで、前記配合原料は、造粒時に水分が介在することで凝集して擬似粒子を形造る。その擬似粒子は、焼結機に装入された場合に、装入原料層の通気性を確保するのに役立ち、このことによって焼結が円滑に進行するようになる。

近年、焼結用原料となる鉄鉱石は、高品質鉄鉱石の枯渇による低品位化、例えばスラグ成分の増加や微粉化の傾向が顕著であり、アルミナ含有量の増大、微粉比率の増大による造粒性の低下が問題となっている。一方、高炉での溶銑製造コストの低減やＣＯ_２発生量の低減という観点から、高炉で使用する焼結鉱としては、低スラグ比、高被還元性、高強度のものが求められている。

焼結原料用鉄鉱石を取り巻くこのような環境の中で、従来、ペレットフィードと呼ばれるペレット用高品位鉄鉱石である難造粒性の微粉鉄鉱石を使って、高品質の焼結鉱を製造するための技術が提案されている。例えば、こうした従来技術の１つに、Ｈｙｂｒｉｄ ｐｅｌｌｅｔｉｚｅｄ Ｓｉｎｔｅｒ法（以下、「ＨＰＳ」という）がある。この技術は、ペレットフィードのような微粉鉄鉱石を多量に含む配合原料をドラムミキサーとペレタイザーとを使って造粒することにより、低スラグ比・高被還元性の焼結鉱を製造しようというものである（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５）。

特公平２-４６５８公報 特公平６-２１２９７公報 特公平６-２１２９８公報 特公平６-２１２９９公報 特公平６-６０３５８公報

しかしながら、ペレットフィードである微粉鉄鉱石を多量に含む配合原料を造粒すると、微粉鉄鉱石が水分を優先的に吸収凝集し、微粉鉄鉱石どうしからなる結合強度の弱い粒径の大きい粗大な擬似粒子（凝集粒子）が生成するという問題があった。その原因は、ペレットフィードのような微粉鉄鉱石は、濡れ性が同じであれば、比表面積の大きい細粒ほど水分を吸収しやすく、かつ粉体間に多くの水分を保持しやすいためと考えられている。

前記の粗大な擬似粒子が生成する環境というのは、図１（ａ）に示すように、未造粒粉とも相俟って粒径が不揃いで粒度分布の大きい粒子部となるため、焼結機上へ充填したときに密な充填構造となり、かさ密度が大きくなる。しかも、粗大な擬似粒子というのは、焼結機のパレット上に装入されたときに形成される原料充填層（堆積層）の中では、圧縮によって変形しやすいため該原料充填層の空隙率を下げ、ひいては通気性の悪化を招いて焼結機操業の阻害要因となる。また、該微粉鉄鉱石を配合したものは、造粒時に用いられるバインダー（生石灰）の使用量の増加を招き、焼結鉱製造コストを増大させるという問題もあった。

このような問題に対しては、予備造粒技術を採用するとよい。例えば、粒径０．５ｍｍ以下の鉄鉱石粉が３０ｍａｓｓ％以上の焼結原料を造粒するに際して、予め、高速解砕羽根を内蔵した混合機（高速攪拌機）を用いて該原料を実質的に破砕することなく剪断力を与えながら混合し、この混合時に焼結原料の含水量を６．５〜１０．０％とする焼結原料の事前処理方法がある。

この方法は、鉄鉱石粉を破砕するのではなく剪断力を加えること、及び水分の均一化と吸収水分の粒子表面への染み出しを促進することにより、粒度分布の均一化を図る技術である。しかし、高速解砕羽根を内蔵した混合機を用いる方法では、混合機に装入された全ての配合原料にこの処理を施す必要が生じて設備規模が大きくなるという問題があった。また、処理速度を上げるために滞留時間を短くすると、水分均一化に必要な時間を十分に確保できなくなる問題もあった。さらには、破砕することなく剪断力を与えながら混合して造粒する場合、細粒あるいは微粉同士が再凝集して結合力の弱い粗大な擬似粒子となることもあり、この方法では問題の解決には不十分であった。

本発明の目的は、難造粒性の微粉鉄鉱石を使用する場合でも、造粒時に細粒や微粉が互いに凝集して微粉鉄鉱石を多く含む結合力の弱い粗大な擬似粒子になるのを阻止し、結合強度が大きく比較的粒径の揃った擬似粒子を多く造粒する技術を提案する。

即ち、本発明は、図１（ｂ）で示すように、例えば、核粒子のまわりに粉が付着したような構造になって結合強度が大きくしかも粒径が比較的揃った均等性の高い（粒度分布の狭い）擬似粒子を製造し、このような焼結用造粒原料を焼結機のパレット上に装入できるようにして、焼結操業時に良好な通気性を確保して、品質や生産性の良い焼結用造粒原料の製造方法を提案する。

発明者らは、難造粒性の微粉鉄鉱石粉を含む配合原料を使って焼結用造粒原料を製造する際に、細粒や微粉どうしが優先的に凝集し合って結合力の弱い粗大な擬似粒子が発生すると共に大きな粒度分布をもつことにより、これが焼結機に装入された時にパレット上の原料充填層の通気性の悪化を招くという問題を克服する技術の開発を目指した。そのための方法として、本発明では、粒径の大きさに応じた解砕力を加えながら造粒を続けること、特に造粒中に発生する結合力の弱い粗大な擬似粒子とそうでない擬似粒子とについて、その粒径の大きさに応じてそれぞれに適合する解砕力を加えることにより、粒径が比較的揃って粒度分布が小さくなった結合強度の大きい擬似粒子を有利に製造する方法を開発することに成功した。

本発明では、パンペレタイザーなどの造粒機による造粒処理時に発生する造粒粒子（擬似粒子）について、解砕することが必要となる擬似粒子について、特に、粒径が大きく結合力の弱い粗大な擬似粒子と、粗大粒と比べると粒径が相対的に小さく結合強度の大きい中間粒や細粒からなる擬似粒子とによって、それぞれの粒子径に合わせて解砕力を変えることにしたのである。即ち、本発明は、パンペレタイザーなどの造粒機内では配合原料は渦流状に転動して次第に粒成長していくが、その際に渦流中心の表層付近に結合力の弱い粗大な擬似粒子が多く偏在し、その他の部位及び下層部分には中間粒や細粒が多く分布することから、それぞれの位置に、解砕機の解砕羽根を対面させるに当たっては、上記のように粒径の大きさに応じて、該解砕羽根の種類や回転数、押力などを調整して粒子径に応じた解砕を行なうと共に、該パンペレタイザー内において引き続き再造粒処理して、焼結用造粒原料として望ましい形態の、粒径が比較的揃った擬似粒子を製造する方法である。

このような着想の下に開発した本発明は、少なくとも微粉鉄鉱石を含む配合原料に水分を添加して混合する混合工程と、混合原料を造粒機にて造粒することにより擬似粒子とする造粒工程を経て造粒原料を製造する方法において、その造粒工程では、造粒時に生成する各種粒径の擬似粒子に対し、粒径の大きさに応じた解砕力を加えて解砕しつつ造粒することを特徴とする焼結用造粒原料の製造方法を提案する。

本発明は、
（１）前記造粒粒子は、造粒機内配合原料転動層の表層部に偏在する粗大な擬似粒子と、その他の部位に滞留する非粗大粒からなる擬似粒子であること、
（２）前記の粗大な擬似粒子は粒子径が８ｍｍ以上の大きさの粒子であり、前記非粗大粒からなる擬似粒子とは粒子径が８ｍｍ未満の小さな粒子であること、
（３）前記解砕は、パンペレタイザーのような造粒機内に滞留する配合原料転動層の表層部に面して配設される解砕羽根を有する解砕機にて行なうこと、
（４）前記解砕機の解砕羽根は、造粒機の底面に垂直な方向および回転方向に対して移動可能であり、前記解砕羽根は当該パンペレタイザーの回転方向とは逆向きに回転するものであること、
（５）前記解砕は、解砕羽根の種類、回転数、回転時の高さ方向位置及び押力のいずれか少なくとも１以上を、擬似粒子の粒径の大きさに応じて変化させること、
（６）前記解砕は、解砕羽根の配合原料転動層表層部への押力により前記擬似粒子を圧壊することにより行なうこと、
（７）前記解砕−造粒工程の後に、この工程を経て製造された擬似粒子にコークス粉を付着させて焼結用造粒原料とする工程を設けること、
がより好ましい解決手段になると考えられる。

（１）本発明によれば、ペレットフィードなどの難造粒性の微粉鉄鉱石を焼結原料用鉄鉱石として多量に使用することができるようになり、低スラグ比で高被還元性、高強度の焼結鉱を有利に製造することができる。そのため、高炉操業においては、炉内に装入する塊コークスの使用量を低減させることができるようになる。その結果、高炉からのＣＯ_２発生量の大幅な削減ができると共に生産性の向上が期待できる。しかも、高炉でのスラグ発生量が低減することにより、環境への負荷を軽減させることができる。
（２）本発明によれば、製造される成品焼結鉱の強度を上げることができると共に歩留を向上させることができるから、粉コークス使用量の低減が可能となる。また、配合原料中の粉コークスの使用量が少なくなることから、焼結鉱製造時のＣＯ_２発生量の低減が可能になる。
（３）本発明によれば、微粉原料の造粒時に使用される生石灰(バインダー)の使用量を削減することができるから、焼結鉱の製造コストの低減と生産性の向上に寄与する技術を提供できる。

従来の粒子充填層（ａ）と本発明の粒子充填層（ｂ）の模式図である。 擬似粒子の構造（ａ、ｂ）と焼結用造粒原料の製造プロセス（ｃ）の模式図である。 本発明の焼結用造粒原料製造プロセスの一例を示す模式図である。 焼結用造粒原料の製造装置（解砕造粒装置）の略線図である。 解砕機の解砕羽根の構造例を示す斜視図である。 各種造粒プロセス例での造粒した粒子の粒度分布図である。 従来法と本発明法（ペレットフィードＰＦ：４０ｍａｓｓ％配合時）との焼結試験での操業結果を示す比較グラフである。 従来法と本発明法（テーリング鉱２０ｍａｓｓ％配合時）との焼結試験での操業結果を示す比較グラフである。 従来法と本発明法（ペレットフィード４０ｍａｓｓ％＋テーリング鉱２０ｍａｓｓ％配合時）との焼結試験での操業結果を示す比較グラフである。 各種鉄鉱石の粒度分布例を示すグラフである。

図２は、擬似粒子の構造（ａ、ｂ）と一般的な焼結用造粒原料製造プロセスのフローを示すものである。この図に示すように、配合槽１から切り出された配合原料である鉄鉱石粉および副原料粉は、まず、ドラムミキサー２にて混合される。その後、混合された配合原料はパンペレタイザーのような１〜複数基の造粒機３にて造粒処理される。混合工程および造粒工程ではそれぞれ水分（３〜８ｍａｓｓ％程度）を添加して、所定の造粒水分になるように調整される。

図２（ａ）は、ペレットフィードなどの微粉鉄鉱石の使用時に形成される擬似粒子のうち、鉄鉱石の細粒あるいは微粉同士が水分を介して互いに凝集した擬似粒子のうち、特に、微粉鉄鉱石どうしが優先的に凝集して肥大化した結合力の弱い粗大な擬似粒子（凝集粒子）の例を示す。例えば造粒機（以下、「パンペレタイザー」の例で説明する）３内では、配合原料は渦流状に転動しており、その渦流中心の表層付近には粗大な擬似粒子が多く偏在している。これは、転動粒子同士の篩い分け効果（パーコレーション）により、細粒が下層に、粗大粒子が上層に偏析する現象によるものである。この場合（上層）の擬似粒子の粒径（最大）は８ｍｍ〜２０ｍｍ以上と大きく、それ故に結合力が弱いのが特徴である。

これに対し、図２（ｂ）は、核粒子のまわりに微粉が平均的に付着した構造を代表例とするものであって、この例は粒径が相対的に小さく（１ｍｍ以上８ｍｍ未満）結合強度が大きい擬似粒子の例である。このタイプの擬似粒子は、８ｍｍ以上の大きさの前記粗大擬似粒子よりも粒径が一般的に揃った均等性の高い粒子となる。

ところで、パンペレタイザー３による造粒工程において、該パンペレタイザー内では配合原料転動層の表層部に偏在する粗大化した擬似粒子が不可避に生成するが、その他の部位、即ちより下層部位や渦流中心部を外れた部位には、中間粒や細粒が多く分散した造粒分布を示すものになる。それぞれの部位にある擬似粒子は粒径が一様ではなく、結合強度に着目すると、水分を介して互いに単に凝集したにすぎない粗大な擬似粒子（≧８ｍｍ）の場合は結合力が弱く、一方、図２（ｂ）に示すような粒径の小さい（＜８ｍｍ）擬似粒子の場合は結合強度が大きいものになる。本発明では、これらの２種類の粒径の異なる擬似粒子を、それぞれの粒径に応じた適切な（中間粒や細粒にする）解砕力を加えて、粒度分布の小さい平均的な粒子になるように解砕しながら、しかも継続的に再造粒することを特徴としている。

即ち、前記パンペレタイザー３内に滞留している配合原料転動層の渦流中心の表層部に現れる粒径が８ｍｍ以上とりわけ１０ｍｍ以上の粗大擬似粒子については、もともと結合力が弱いことから、解砕機とくに解砕羽根をその表層部の位置にセットして該擬似粒子に加える解砕力を抑制して過粉砕にならないようにする。例えば、解砕羽根の回転数を抑制するとか、解砕羽根の高さ方向のレベルおよび押力などを調整するなどして粒子に生じる応力が０．４８ＭＰａ以下となるようにして、中間粒（４ｍｍ〜９ｍｍ）ないしは細粒（１ｍｍ〜４ｍｍ）になるまでの解砕を行なう。なお、粒子に生じる好ましい前記応力は０．１ＭＰａ〜０．４８ＭＰａとする。

一方、パンペレタイザー３内の配合原料転動層の前記渦流中心部の下層部や渦流中心部から外れた部位に分散している擬似粒子、即ち粒径が８ｍｍ未満のものについては、これらは結合強度が基本的に大きいものが多いから、前記解砕羽根による該擬似粒子に加える解砕力としては相対的に大きく、例えば、解砕羽根の回転数をより多くしたり、原料転動層表面への押力（加圧力）を増大させて該擬似粒子に生じる応力が０．６４ＭＰａ程度以下となるように調整して、この場合もやはり中間粒や細粒が生じるようにする。

このようにして、パンペレタイザー３内では、常にある程度粒径の揃った中間粒・細粒になるように、配合原料転動層の部位、即ち粒径の大きさに合った解砕を行ないつつ引き続きそのまま造粒し続けるのである。その結果、細粒や微粉同士が、凝集して粗粒化した擬似粒子であっても、解砕・再造粒工程を通じて比較的粒径の揃った粒度分布の小さい結合強度が大きい擬似粒子を製造することができる。

このように、本発明によれば、難造粒性の微粉鉄鉱石を多く配合（≧４０ｍａｓｓ％以上）した場合でも、上述したように製造される擬似粒子径の大きさに応じた解砕力を加えて引き続き造粒するので、図２（ｂ）に示すような、粒子の結合強度が大きく粒度分布の小さい擬似粒子が得られる。しかも、このことは微粉や細粒どうしが互いに凝集しているにすぎない粗大な擬似粒子に偏析した水分を造粒原料全体に均等に配分することにもなる。

上記の解砕・造粒のために採用する本発明に係る解砕機能つき造粒機である前記パンペレタイザー本体３内には、パン内配合原料転動層の渦流中心の表層部やその周辺の部位あるいは下層部位に、粗大粒や未造粒粒子が不可避的に発生するのに合わせて、それぞれの粒子に適合する解砕力の付加・調整を可能にするために解砕羽根を備える解砕機を配設して対応する。そして、その解砕羽根の回転数を制御したり、該解砕羽根４ａの位置を変えたり、解砕部位の変更、解砕羽根４ａの押力を制御し、それぞれの擬似粒子の大きさに応じた解砕力を加えて適宜に解砕しつつさらに造粒を続け、粒径の揃った好適な擬似粒子にするのである。なお、このようにして生成させた擬似粒子は、前記パンペレタイザー３から溢流してベルトコンベア上に排出し、次工程（焼結機等）に送られる。

前述したように、本発明に従えば、微粉鉄鉱石を多く含む配合原料から製造された擬似粒子は、結合強度も略一定の大きさならびに水分が均等な擬似粒子再造粒される。この点、もし、従来技術のように結合力の弱い粗大な粒径の擬似粒子が生成したまま、これを焼結用造粒原料として焼結機のパレット上に一定の層厚で堆積させると、こうした擬似粒子に荷重（圧縮力）が加わると圧壊されやすく、空隙率の小さい充填構造の焼結原料（堆積）層となる。その結果、パレット上の造粒原料（充填）層は通気性の悪いものになって焼結機の操業阻害要因となる。

本発明において前記解砕対象となる擬似粒子については、基本的に粗大なものとそうでないものとに区別して解砕制御することは、前述のとおりである。例えば、主にパンペレタイザー３内に滞留する配合原料転動層の渦流中心の表層部に偏在する粒径８ｍｍ以上の粗大擬似粒子と、粒径８ｍｍ未満の擬似粒子とを、解砕羽根を使って異なる解砕力を加えつつなおかつ再造粒することで、本来の望ましい擬似粒子の形成を促すことができる。この場合において、異なる解砕力の付加に当たって、解砕力を変動させる方法としては、前述したように、解砕羽根の回転数制御や解砕羽根の位置（パン底面の高さ方向・水平（回転）方向の位置）、転動層表面に対する解砕羽根の押力を変更する方法などが好ましい。

なお、パンペレタイザー３内での解砕機４による解砕の位置は、解砕対象となる粗大に成長した擬似粒子偏在部や非粗大粒擬似粒子偏在部に合わせて行なわれるが、これらは、配合原料の粒度や成分、配合量、造粒用水分の量によっても変動するので、適宜に変えることが好ましい。

そして、こうして得られた擬似粒子の表面には、さらに別のドラムミキサー５などにより、コークス粉等の固体燃料や必要に応じて用いられる副原料をコーティングして焼結鉱製造用の原料である焼結用造粒原料を製造する。

図４は、解砕機能つき造粒機、即ち、パンペレタイザー３に解砕羽根４ａつき解砕機４を設置した焼結用造粒原料製造装置の一例である。この装置は、ペレタイザー３内での解砕−造粒するための設備であり、３０〜７０°の傾斜角度で回転可能に保持されたパンペレタイザー３と、このパンペレタイザー３内の配合原料転動層の表層各部に面して配設される解砕機４とで構成されている。かかる解砕機４としては、図５に示すような各種の形状の解砕羽根４ａを用いることが好適である。その解砕羽根４ａは、パン底面と略平行な面内で前記パンペレタイザー３の本体とは逆向きに回転させると共に、本発明方法を実施するために、該パン底面に対して垂直な方向に昇降可能にすると共に該パン底面と平行な面内で回転方向に沿って平行移動するように構成される。

なお、図示の８は、パンペレタイザーの傾きや位置監視用レーザ変位計を示している。また、図示の９は、造粒面監視用ＣＣＤカメラであり、１０は監視モニター、１１は制御盤、１２は解砕羽根用駆動機である。これらはいずれも既知の汎用の装置の利用が可能である。

ここで、上記解砕羽根４ａの好適例のいくつかを図５に示す。
図５（ａ）は、遠心放射型の解砕羽根の例であって、鋸歯が放射状に上向きもしくは下向きに交互に迫り出している。
図５（ｂ）は、パドル型の解砕羽根の例であって、撹拌対象の飛散を防止するために設けられた円盤上に、垂直方向の羽根が６枚設置してある。
図５（ｃ）は、パドル型の解砕羽根の例であって、中心軸より放射状に６枚の羽根が垂直に設置してある。
図５（ｄ）は、プロペラ型の解砕羽根の例であって、３枚の羽根が設置してある。
図５（ｅ）は、パドル型の解砕羽根の例であって、中心軸より放射状に４枚の羽根が４５°の角度に設置してある。
図５（ｆ）は、４枚羽根の解砕羽根であり、各羽根が４５°づつ角度を変えて設置されている。

ところで、前記焼結用造粒原料製造装置において、前記解砕機４の解砕羽根４ａはパンペレタイザー３本体の回転方向と逆向きにする理由は、解砕後の粒子が、転動時によく飛び散るようにするためである。即ち、擬似粒子の解砕により、該擬似粒子中の水分の飛沫を転動中の原料に効率よく再分配することができ、解砕後の細粒破片を再分散させることで水分の均一化と粒径の均一化を図ることができる。また、回転数に関しては、高速ほど解砕効率が高いが、過度の場合には解砕効果が大きくなりすぎ、擬似粒子平均粒径が大幅に低下する場合がある。

パンペレタイザー３内の前記粗大な擬似粒子の分布位置は、原料条件・操業度によって変化すると考えられるため、外部監視による解砕位置の制御が有効となる。また、解砕羽根とパン底のクリアランスを調整することにより、解砕する粗大擬似粒子の粒径の制御が可能となるが、生成する擬似粒子の成長にともない、解砕羽根高さの調整が必要となる。そのため、前記レーザー変位計のような厚み計測機器を設けるが、この調整によって解砕すべき擬似粒子の大きさを調整することができると共に、造粒された最終的な擬似粒子の大きさが決定される。

以下に、本発明の実施例について説明する。この実施例に用いた原料は、豪州産鉄鉱石５０ｍａｓｓ％および南米産鉄鉱石５０ｍａｓｓ％である。配合原料は、塩基度２．０をベースとし、例えば、ペレットフィードである微粉鉄鉱石を２０ｍａｓｓ％配合するときには、豪州産鉄鉱石と南米産鉄鉱石の上記配合割合（１：１）は変えずに振り代えることで対応した。なお、その微粉鉄鉱石の例としては、テーリング鉱も使用した。ここでテーリング鉱とは、ペレットフィードを製造する過程で発生する残渣のことを表す。図３は、この実施例で用いた焼結用造粒原料製造プロセスの例である。

この実施例では、上述した既存のＨＰＳプロセスをベースとし、核粒子をもたない細粒や微粉同士が互いに凝集した状態の前記粗大擬似粒子を、パンペレタイザー３内の渦流中心部に滞留する配合原料転動層の表層部の位置に、該擬似粒子に加える応力にして、０．４８ＭＰａ程度以下の解砕力を加える他、解砕羽根を下層部位もしくは渦流中心から外れた位置に移動させて０．６４ＭＰａ程度以下の応力を加えられる解砕力にて解砕する方法で実施した。

即ち、前記パンペレタイザー３内の渦流中心部に生成した擬似粒子の大きさが８ｍｍ以上と大きいものに対して、例えば、羽根径：８０ｍｍの解砕羽根を有する解砕機を、回転数：２５０ｒｐｍで、一方、渦流中心から回転方向の下流かつ高さ方向の下層部位に擬似粒子の大きさにして８ｍｍ未満のものが多く滞留する部位に対しては、回転数：
５００ｒｐｍで運転して、より大きい解砕応力（押力：０．６２ＭＰａ）を付加した。なお、その解砕羽根４ａの回転方向は、パンペレタイザーの回転方向とは逆方向とした。また、解砕羽根４ａの回転面とパンペレタイザー内底面とのクリアランスは、生成させる擬似粒子径に応じ、８ｍｍ以上の粒径の粗粒を効率よく解砕するためには約８ｍｍとし、８ｍｍ未満の細粒のためには８ｍｍ未満として、それぞれなるべく均一な粒子となるように解砕し、再造粒に供した。

上記焼結用造粒原料の製造プロセスにおいて、ドラムミキサー２に添加する造粒水分については、ベース条件を７．６ｍａｓｓ％とし、ペレットフィード配合条件下では８．２ｍａｓｓ％とした。そして、ドラムミキサー２、パンペレタイザー３での滞留時間は実機と同一の条件とし、回転数については、フルード数（慣性力／重力）が一定となるように設定した。

また、前記解砕羽根４ａの位置については、パンペレタイザー３の底面との間に一定の間隔が生じるように調整した。これは、解砕する粗大な擬似粒子の粒度（＋８ｍｍ、−８ｍｍ）以上の間隔を設定することで、解砕の不要な擬似粒子に関しては、該解砕羽根ａの下方を通過させて転動運動を続けられるようにするためである。従って、パンペレタイザー３内での解砕羽根４ａの配設は、解砕作用点の位置を決める上で重要であり、解砕対象となる粗大な擬似粒子の存在する確率が最も高くなる位置に調整した。

図６は、従来法、発明法（擬似粒子径に応じた選択的解砕−造粒）実施後の、擬似粒子の粒度分布の比較を示すものである。従来法に多く見られた粗粒粒子は、本発明に係る選択的解砕−造粒法では減少している。即ち、本発明方法では、１．０ｍｍ〜４．７５ｍｍの中間粒子の比率が増加し、粒径が均一化している。また、平均粒径については、０．６〜０．７ｍｍ減少しており、擬似粒子径に応じた選択的解砕−再造粒を行なう本発明方法の採用が有効であることが確かめられた。

図７は、鉄鉱石中の４０ｍａｓｓ％についてはペレットフィードを配合するという条件において、従来法をベースとして、本発明例の選択的解砕−造粒のプロセスを適用した焼結鉱製造試験結果を示すものである。この図に示すように、本発明法に基づく焼結用造粒原料を用いて製造した焼結鉱は、焼結機のパレット上に堆積させた焼結用造粒原料充填層（焼結ベッド）の装入嵩密度は小さく、生産性向上の効果が得られることがわかった。

図８は、鉄鉱石中の２０ｍａｓｓ％についてはテーリング鉱を配合するという条件において、従来法をベースとして、本発明例の選択的解砕−造粒のプロセスを適用した焼結鉱製造試験結果を示すものである。この図に示すように、テーリング鉱を配合して本発明法に基づいて製造した焼結用造粒原料を用いて製造した焼結鉱は、図１０のペレットフィードを配合した条件と同様に、焼結用造粒原料充填層（焼結ベッド）の通気性改善、生産性向上効果が得られることがわかった。

図９は、鉄鉱石中の４０ｍａｓｓ％をペレットフィード、２０ｍａｓｓ％をテーリング鉱にするという配合条件において、従来法をベースとして、本発明例の選択的解砕−造粒のプロセスを適用した焼結鉱製造試験の結果を示すものである。この図に示すように、本発明法に基づいて製造した焼結用造粒原料を用いて製造した焼結鉱は、図７、８のペレットフィードやテーリング鉱を単味で配合した条件と同様に、焼結用造粒原料充填層（焼結ベッド）の通気性改善、生産性向上効果が得られることがわかった。なお、図１０は上記焼結試験で用いたペレットフィード、テーリング鉱および粉鉄鉱石の累積粒度分布を示すグラフである。

以上、説明したようにペレットフィードやテーリング鉱のような難造粒性の微粉鉄鉱石を使用すると、焼結生産性は低下するが、以上の焼結鉱製造試験結果から、本発明は、生産性向上に有効であることが明らかとなった。

そして、本発明法に基づいて製造した焼結用造粒原料を用いて焼結鉱を製造すると、焼結鉱製造歩留や焼結鉱の強度の向上効果も期待できる。このことは、従来法については粒度の不均一な擬似粒子に粉コークスが被覆されるために、燃焼や着熱が不均一となって歩留が低下するが、本発明の適用により製造された焼結用造粒原料の場合、比較的均一な粒度となるため、粉コークスの賦存状態も適正化される。なお、粉コークスの外装造粒を実施しない場合は、粉コークスや石灰石の均一混合を図るためには造粒前の均一混合が必要となるが、本発明の場合、このような負担は軽減される。

上記の解砕機つきパンペレタイザーは、焼結用造粒原料の製造のみならず、高炉用焼結鉱の製造技術としても適用が可能である。

１ 配合槽
２ ドラムミキサー
３ パンペレタイザー
４ 解砕機
４ａ 解砕羽根
５ ドラミミキサー
６ 焼結機
７ 配合原料転動層
８ レーザ変位形
９ ＣＣＤカメラ
１０ 監視モータ
１１ 制御盤
１２ 解砕羽根駆動機

Claims (8)

1. 少なくとも微粉鉄鉱石を含む配合原料に水分を添加して混合する混合工程と、混合原料を造粒機にて造粒することにより擬似粒子とする造粒工程を経て造粒原料を製造する方法において、その造粒工程では、造粒時に生成する各種粒径の擬似粒子に対し、粒径の大きさに応じた解砕力を加えて解砕しつつ造粒することを特徴とする焼結用造粒原料の製造方法。
2. 前記造粒粒子は、造粒機内配合原料転動層の表層部に偏在する粗大な擬似粒子と、その他の部位に滞留する非粗大粒からなる擬似粒子であることを特徴とする請求項１に記載の焼結用造粒原料の製造方法。
3. 前記の粗大な擬似粒子は粒子径が８ｍｍ以上の大きさの粒子であり、前記非粗大粒からなる擬似粒子とは粒子径が８ｍｍ未満の小さな粒子であることを特徴とする請求項１または２に記載の焼結用造粒原料の製造方法。
4. 前記解砕は、パンペレタイザーのような造粒機内に滞留する配合原料転動層の表層部に面して配設される解砕羽根を有する解砕機にて行なうことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の焼結用造粒原料の製造方法。
5. 前記解砕機の解砕羽根は、造粒機の底面に垂直な方向および回転方向に対して移動可能であり、前記解砕羽根は当該パンペレタイザーの回転方向とは逆向きに回転するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の焼結用造粒原料の製造方法。
6. 前記解砕は、解砕羽根の種類、回転数、回転時の高さ方向位置及び押力のいずれか少なくとも１以上を、擬似粒子の粒径の大きさに応じて変化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の焼結用造粒原料の製造方法。
7. 前記解砕は、解砕羽根の配合原料転動層表層部への押力により前記擬似粒子を圧壊することにより行なうことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の焼結用造粒原料の製造方法。
8. 前記解砕−造粒工程の後に、この工程を経て製造された擬似粒子にコークス粉を付着させて焼結用造粒原料とする工程を設けることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１に記載の焼結用造粒原料の製造方法。

Images