JP2018066046A - 焼結鉱の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】焼結原料用の造粒物において、転炉スラグと微粉原料を付着層内に配置した造粒物を用いて焼結鉱を製造する方法の提供。
【解決手段】粒径最大長1.0mm超の核粒子２外周囲に母材と転炉スラグの付着層３が形成され母材４が鉄鉱石、スケール、ダスト、石灰石、消石灰、硅石、ドロマイト、粉コークス１種類以上含み粒径最大長500μm以下の粒子を有する造粒物を用い焼結鉱を製造する方法において、付着層３全体最大厚1.0〜3.5mm、［CaO/Fe2O3］0.15〜0.49、転炉スラグ５粒径最大長1.0mm以下、転炉スラグ５全体に対し粒径0.5mm以上の割合が50wt%以上、付着層３全体の転炉スラグ５の体積率が0超40vol%以下、付着層３内に転炉スラグ５を有する造粒物Ａを造粒し、焼結鉱を製造する際造粒物Ａと造粒物Ｂの合計に対し0超70wt%以下割合で造粒物Ａを混合する方法。
【選択図】図１４
【解決手段】粒径最大長1.0mm超の核粒子２外周囲に母材と転炉スラグの付着層３が形成され母材４が鉄鉱石、スケール、ダスト、石灰石、消石灰、硅石、ドロマイト、粉コークス１種類以上含み粒径最大長500μm以下の粒子を有する造粒物を用い焼結鉱を製造する方法において、付着層３全体最大厚1.0〜3.5mm、［CaO/Fe2O3］0.15〜0.49、転炉スラグ５粒径最大長1.0mm以下、転炉スラグ５全体に対し粒径0.5mm以上の割合が50wt%以上、付着層３全体の転炉スラグ５の体積率が0超40vol%以下、付着層３内に転炉スラグ５を有する造粒物Ａを造粒し、焼結鉱を製造する際造粒物Ａと造粒物Ｂの合計に対し0超70wt%以下割合で造粒物Ａを混合する方法。
【選択図】図１４
Description
本発明は、溶融同化性の低い転炉スラグを含有する焼結原料用の造粒物を用いて、焼結鉱を製造する技術に関する。
焼結とは、カルシウムフェライト系の融液源となる石灰石をバインダ（糊）とし、粉コークスを燃焼させたときの燃焼熱で、粉鉱石同士を融液によるスラグ結合で塊成化して、焼結鉱を製造するプロセスである。
ところで近年では、焼結工場に対しては、製鉄所内の各プロセスで生じる発生品（副産物）を、有価な鉄源としてリサイクルする役割が期待されている。焼結工場でリサイクルされる対象となる発生品の一つとしては、例えば、路盤材などの原料として商品化されている製鋼スラグなどが挙げられる。
ところで近年では、焼結工場に対しては、製鉄所内の各プロセスで生じる発生品（副産物）を、有価な鉄源としてリサイクルする役割が期待されている。焼結工場でリサイクルされる対象となる発生品の一つとしては、例えば、路盤材などの原料として商品化されている製鋼スラグなどが挙げられる。
このような製鋼工程で発生する製鋼スラグ（例えば、脱珪スラグ、脱硫スラグ、脱燐スラグ、転炉スラグなど）には、精錬特性を発現させるため、CaO、MgOなどが多く含まれている。これらCaO、MgOなどは、焼結成品の強度や被還元性を発揮させるのに必要な要素であり、通常は焼結原料として石灰石やドロマイト等の鉱物により、添加されている。
そのため、製鋼スラグのなかでも、比較的P、Sの不純物が少ない、すなわちP、Sの濃度が低い転炉スラグを、焼結原料としてリサイクル処理をすることで、副原料使用量の削減、及び、スラグ処理費用削減など、製造コストに対して多くのメリットが得られる。
そのため、製鋼スラグのなかでも、比較的P、Sの不純物が少ない、すなわちP、Sの濃度が低い転炉スラグを、焼結原料としてリサイクル処理をすることで、副原料使用量の削減、及び、スラグ処理費用削減など、製造コストに対して多くのメリットが得られる。
転炉スラグを使用した焼結原料用の造粒物を用いて、焼結鉱を製造する技術としては、例えば、特許文献１〜４に開示されているものがある。
特許文献１は、製鋼スラグ中のCaOを最大限、同化反応に活用し、焼結歩留まりの向上を図ることを目的としている。
具体的には、同文献は、まず転炉スラグを粒径が1〜3mmの分級点で、粗粒と細粒に分ける。細粒とされた転炉スラグは遊離CaOが多いため、生石灰の代替材として使用する。その細粒転炉スラグと、その他配合原料と混合・造粒して、造粒物Aを製造する。また、粗粒とされた転炉スラグは核として使用する。その粗粒転炉スラグの外周囲に、石灰石と鉄鉱石の微粉からなる付着層を形成して、造粒物Bを製造する。これら造粒物AとBを混合し、焼結機のパレット上に供給して焼結鉱を製造する。
特許文献１は、製鋼スラグ中のCaOを最大限、同化反応に活用し、焼結歩留まりの向上を図ることを目的としている。
具体的には、同文献は、まず転炉スラグを粒径が1〜3mmの分級点で、粗粒と細粒に分ける。細粒とされた転炉スラグは遊離CaOが多いため、生石灰の代替材として使用する。その細粒転炉スラグと、その他配合原料と混合・造粒して、造粒物Aを製造する。また、粗粒とされた転炉スラグは核として使用する。その粗粒転炉スラグの外周囲に、石灰石と鉄鉱石の微粉からなる付着層を形成して、造粒物Bを製造する。これら造粒物AとBを混合し、焼結機のパレット上に供給して焼結鉱を製造する。
特許文献２は、脱硫スラグに含まれる遊離CaO、及び、金属鉄を有効に活用し、製鉄プロセスで再利用することを目的としている。
具体的には、同文献は、脱硫スラグを粒径が0.5mmから1.5mmの範囲内の分級点で篩分けし、篩上に残留した脱硫スラグを粉砕して分級点以下の粒度に調整し、その調整した脱硫スラグと、篩下の脱硫スラグを混合して破砕スラグとし、その破砕スラグを焼結原料として使用して、焼結鉱を製造する。
具体的には、同文献は、脱硫スラグを粒径が0.5mmから1.5mmの範囲内の分級点で篩分けし、篩上に残留した脱硫スラグを粉砕して分級点以下の粒度に調整し、その調整した脱硫スラグと、篩下の脱硫スラグを混合して破砕スラグとし、その破砕スラグを焼結原料として使用して、焼結鉱を製造する。
特許文献３は、転炉スラグを用いて低シリカ塊成鉱を製造するにあたり、投機困難となった転炉スラグを、塊成鉱製造プロセスに積極的に利用することを目的としている。
具体的には、同文献は、転炉スラグを粒度が-3mm（3mmアンダー）となるように粉砕して、平均粒径が0.4〜0.6mmとなるように粒度調整し、塩基度CaO/SiO2を1.80〜2.20に維持するように、転炉スラグを石灰石または生石灰の代替として、フラックスとして使用して、塊成鉱を製造する。
具体的には、同文献は、転炉スラグを粒度が-3mm（3mmアンダー）となるように粉砕して、平均粒径が0.4〜0.6mmとなるように粒度調整し、塩基度CaO/SiO2を1.80〜2.20に維持するように、転炉スラグを石灰石または生石灰の代替として、フラックスとして使用して、塊成鉱を製造する。
特許文献４は、転炉スラグを塊成鉱製造プロセスにおいて、ゲーサイト鉱石を多量に使用することを目的としている。
具体的には、同文献は、塊成鉱製造の事前処理において、粒度が10mm以下のゲーサイト粉鉱石に、予め粒度が-1mm(1mmアンダー)となるように粉砕し、粒度が-0.125mm(0.125mmアンダー)が30%以上になるように粒度調整した転炉スラグを添加・混合して、疑似粒子化させることで、ゲーサイト鉱石表面に転炉スラグを被覆する。
具体的には、同文献は、塊成鉱製造の事前処理において、粒度が10mm以下のゲーサイト粉鉱石に、予め粒度が-1mm(1mmアンダー)となるように粉砕し、粒度が-0.125mm(0.125mmアンダー)が30%以上になるように粒度調整した転炉スラグを添加・混合して、疑似粒子化させることで、ゲーサイト鉱石表面に転炉スラグを被覆する。
さて、焼結原料用の造粒物（疑似粒子）は、核粒子と、核粒子の外周囲に形成される付着層を有している。なお、ここでの付着層とは、リサイクルされた転炉スラグと、例えば、微粉鉱石や石灰石、製鉄所内で発生するダストなどで構成される母材を合わせた全体を指す。
転炉スラグは、含有する高融点のMgOや、微量の成分の影響により、高温になるまで溶融同化しにくい特性を有している。
転炉スラグは、含有する高融点のMgOや、微量の成分の影響により、高温になるまで溶融同化しにくい特性を有している。
ここで、図１に示すように、転炉スラグと石灰石と比較すると、石灰石が1250℃で溶融同化が完了するのに対し、転炉スラグは1300〜1350℃で溶融同化が完了する。このことより、転炉スラグは、焼結結合強度を高めるためのバインダ（糊）としての役割が弱いことが分かる。
そのため、転炉スラグは、焼結成品（焼結原料用の造粒物）へ溶融同化しにくく、焼結成品への転炉スラグ歩留は低くなる。
そのため、転炉スラグは、焼結成品（焼結原料用の造粒物）へ溶融同化しにくく、焼結成品への転炉スラグ歩留は低くなる。
また、溶融同化性の悪い高粘性（低流動性）の融液は、焼結充填層の通気を阻害し、生産性低下の弊害が生じることが知られている。
ところで、特許文献１の造粒物は、同文献の図５に示すように、粒径が1〜3mm、特に好ましくは3mm以上の粗粒転炉スラグを核と規定し、この核粒子の周囲に石灰石と鉄鉱石の微粉を付着させた層構成としている。
ところで、特許文献１の造粒物は、同文献の図５に示すように、粒径が1〜3mm、特に好ましくは3mm以上の粗粒転炉スラグを核と規定し、この核粒子の周囲に石灰石と鉄鉱石の微粉を付着させた層構成としている。
しかしながら、特許文献１には、造粒物の付着層に、粒径が1mm以下の中粒転炉スラグを配置した疑似粒子構造の規定に関する記載がされておらず、中粒転炉スラグを対象とした技術ではない。また、焼結原料用の造粒物A,Bともに、転炉スラグを含有しているが、転炉スラグを片寄せ（どちらか一方を多く）した造粒物の混合比についての記載はされていない。さらに、転炉スラグを片寄せした造粒物側への熱源の片寄せに関する記載もされていない。
特許文献２、３においては、造粒後の疑似粒子に形成されている付着層の厚みに関する記載がされていないため、付着層における中粒転炉スラグの配置状況が不明である。また、付着層の組成に関しての明確な記載がないため、付着層中の融液生成による転炉スラグを取り込む効果が不明である。また、焼結原料用の造粒物を、例えば造粒物A、造粒物Bに分けて製造されていないし、焼結原料用の造粒物の混合比や熱源の片寄せに関する記載もされていない。
特許文献４においては、転炉スラグ以外の付着層原料の粒度構成、及び、付着層の厚みなどの記載がされていないため、付着層における中粒転炉スラグの配置状況が不明である。また、付着層中にFe2O3が存在しないため、付着層で融液を生成し、転炉スラグを融液中に取り込むことを目的としている本願発明とは技術が異なる。また、焼結原料用の造粒物を、例えば造粒物A、造粒物Bに分けて製造されていないし、焼結原料用の造粒物の混合比や熱源の片寄せに関する記載もされていない。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、母材と転炉スラグからなる、焼結原料用の造粒物の付着層において、転炉スラグと微粉原料を併用して、その付着層内に配置することで、溶融同化性の低い転炉スラグを、その外周囲に存在する母材から生成する融液で結合させて、その融液中に取り込んで、焼結成品への歩留を高めた焼結原料用の造粒物を使用して、焼結鉱を製造する方法を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明にかかる焼結鉱の製造方法は、粒径の最大長さが1.0mmを超える核粒子を有し、前記核粒子の外周囲には、母材と転炉スラグからなる付着層が形成されていて、前記母材が、鉄鉱石、スケール、製鉄所内で発生するダスト、石灰石及び／又は消石灰、硅石、ドロマイト、粉コークスのうち、少なくとも１種類以上含み、且つ粒径の最大長さが500μm以下の粒子で構成されている焼結原料用の造粒物を用いて、焼結鉱を製造する方法において、前記付着層全体の最大厚みは、1.0mm以上3.5mm以下とされており、前記母材の平均成分におけるFe2O3とCaOとの重量比である［CaO(wt%)/Fe2O3(wt%)］が、0.15以上0.49以下とされており、前記転炉スラグは、粒径の最大長さが1.0mm以下であり、且つ、当該転炉スラグ全体に対して、粒径が0.5mm以上の割合が50wt%以上とされており、前記付着層全体における前記転炉スラグの体積率が、0より大きく40vol%以下となるように、前記付着層内に当該転炉スラグが配置されている焼結原料用の造粒物Ａを造粒し、前記造粒物Ａと、前記造粒物Ａとは異なる焼結原料用の造粒物Ｂとを混合して、前記焼結鉱の製造する際に、前記造粒物Ａの割合が、前記造粒物Ａと前記造粒物Ｂとの合計に対して、0より大きく70wt%以下となるように混合することを特徴とする。
本発明にかかる焼結鉱の製造方法は、粒径の最大長さが1.0mmを超える核粒子を有し、前記核粒子の外周囲には、母材と転炉スラグからなる付着層が形成されていて、前記母材が、鉄鉱石、スケール、製鉄所内で発生するダスト、石灰石及び／又は消石灰、硅石、ドロマイト、粉コークスのうち、少なくとも１種類以上含み、且つ粒径の最大長さが500μm以下の粒子で構成されている焼結原料用の造粒物を用いて、焼結鉱を製造する方法において、前記付着層全体の最大厚みは、1.0mm以上3.5mm以下とされており、前記母材の平均成分におけるFe2O3とCaOとの重量比である［CaO(wt%)/Fe2O3(wt%)］が、0.15以上0.49以下とされており、前記転炉スラグは、粒径の最大長さが1.0mm以下であり、且つ、当該転炉スラグ全体に対して、粒径が0.5mm以上の割合が50wt%以上とされており、前記付着層全体における前記転炉スラグの体積率が、0より大きく40vol%以下となるように、前記付着層内に当該転炉スラグが配置されている焼結原料用の造粒物Ａを造粒し、前記造粒物Ａと、前記造粒物Ａとは異なる焼結原料用の造粒物Ｂとを混合して、前記焼結鉱の製造する際に、前記造粒物Ａの割合が、前記造粒物Ａと前記造粒物Ｂとの合計に対して、0より大きく70wt%以下となるように混合することを特徴とする。
好ましくは、前記造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率が、50%以上となるように粉コークスを配合するとよい。
なお、造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率は、「造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率(%)＝造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)／｛造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)＋造粒物Ｂ側の有効発熱量(kJ/g)｝×100」で算出される。
なお、造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率は、「造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率(%)＝造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)／｛造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)＋造粒物Ｂ側の有効発熱量(kJ/g)｝×100」で算出される。
本発明によれば、母材と転炉スラグからなる、焼結原料用の造粒物の付着層において、転炉スラグと微粉原料を併用して、その付着層内に配置することで、溶融同化性の低い転炉スラグを、その外周囲に存在する母材から生成する融液で結合させて、その融液中に取り込んで、焼結成品への歩留を高めた焼結原料用の造粒物を使用して、焼結鉱を製造することが可能となる。
以下、本発明にかかる焼結鉱の製造方法の実施形態を、図を参照して説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。従って、本発明の技術的範囲は、本実施形態に開示内容だけに限定されるものではない。
まず、焼結鉱の製造方法の概略について、述べる。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。従って、本発明の技術的範囲は、本実施形態に開示内容だけに限定されるものではない。
まず、焼結鉱の製造方法の概略について、述べる。
焼結鉱とは、主たる高炉原料で粉状の鉄鉱石に、石灰石などの溶剤を添加して、焼結機にて、焼き固めたものである。焼結機としては、例えば、ドワイトロイド式などの設備が挙げられる。
焼結機では、鉄鉱石を主とする焼結鉱の原料（焼結原料）をパレット台車上に充填し、下方よりシンタリングファンで大気を吸引して、原料中の粉コークスを連続的に燃焼させて、焼結鉱を製造している（例えば、鉄鋼便覧(製銑 製鋼) 2 焼結,P83）。
焼結機では、鉄鉱石を主とする焼結鉱の原料（焼結原料）をパレット台車上に充填し、下方よりシンタリングファンで大気を吸引して、原料中の粉コークスを連続的に燃焼させて、焼結鉱を製造している（例えば、鉄鋼便覧(製銑 製鋼) 2 焼結,P83）。
そのため、パレット台車上に充填された焼結原料の通気性は、パレット台車を通過する吸引大気量、すなわち酸素供給量に関係しており、粉コークスの燃焼速度、すなわち焼成速度（＝生産性）に影響を及ぼす。
そこで焼結プロセスでは、一般的に焼結原料に水を添加し、造粒機（例、ドラムミキサ、パンペレタイザなど）にて疑似粒子にすることで、充填層内の空隙を閉塞させて、焼成時の通気性を悪化させる微粉鉱石を、核となる粗粒鉱石にまぶりつかせて、原料充填層（パレット台車上に充填された焼結原料）における通気性を確保している。
そこで焼結プロセスでは、一般的に焼結原料に水を添加し、造粒機（例、ドラムミキサ、パンペレタイザなど）にて疑似粒子にすることで、充填層内の空隙を閉塞させて、焼成時の通気性を悪化させる微粉鉱石を、核となる粗粒鉱石にまぶりつかせて、原料充填層（パレット台車上に充填された焼結原料）における通気性を確保している。
以下に、焼結原料用の造粒物（疑似粒子）について、図を参照しながら説明する。
なお以降においては、以下で規定する焼結原料用の造粒物を「造粒物Ａ」とする。
図２Ａは、造粒物Ａの一例を示した断面図である。
疑似粒子１の断面の状態を顕微鏡で観察すると、粗粒原料である核粒子２の周囲（特に凹部）に微粉原料が付着し、１個の疑似粒子１を構成している（参考文献:鉄鋼便覧(製銑 製鋼) 2 焼結,P84）。
なお以降においては、以下で規定する焼結原料用の造粒物を「造粒物Ａ」とする。
図２Ａは、造粒物Ａの一例を示した断面図である。
疑似粒子１の断面の状態を顕微鏡で観察すると、粗粒原料である核粒子２の周囲（特に凹部）に微粉原料が付着し、１個の疑似粒子１を構成している（参考文献:鉄鋼便覧(製銑 製鋼) 2 焼結,P84）。
核粒子２は、粒径が1mm以上の粒子であり、その外周囲に1mm未満の粒子が付着していることが知られている（参考文献:肥田ら:鉄と鋼,68(82)2166)。
なお、ここでの粒径は、篩分け法による測定値であり、篩の目開き寸法で定義されるものである。
また、粒径(mm)は、参考文献、粉体工学便覧（粉体工学会編,日刊工業新聞社,初版（昭和61年2月28日）,P.1）によれば、「粉体は、色々な大きさを持つ多くの粒子からなるが、この構成粒子群の平均的な大きさの概念を粒度と呼び、個々の粒子の大きさの代表寸法を粒子径と呼ぶ。実際の粒子は複雑な形状を有するために、球や直方体などの単純なものに還元した代表寸法が用いられる。」と記されている。
なお、ここでの粒径は、篩分け法による測定値であり、篩の目開き寸法で定義されるものである。
また、粒径(mm)は、参考文献、粉体工学便覧（粉体工学会編,日刊工業新聞社,初版（昭和61年2月28日）,P.1）によれば、「粉体は、色々な大きさを持つ多くの粒子からなるが、この構成粒子群の平均的な大きさの概念を粒度と呼び、個々の粒子の大きさの代表寸法を粒子径と呼ぶ。実際の粒子は複雑な形状を有するために、球や直方体などの単純なものに還元した代表寸法が用いられる。」と記されている。
このことから、粒径は粒子径とも表し、粒子の大きさを指す代表寸法である。
また粒子径測定方法の一つとして、「篩い分け法」が挙げられる。篩い分け法とは、篩の見開きの分かった、大小網目の異なる２種の篩いによって粉体を分け、細かい方の篩い網の上に残留した粒子群を、大小２つの目開きの間の粒子径の大きさを有するものとする。
また粒子径測定方法の一つとして、「篩い分け法」が挙げられる。篩い分け法とは、篩の見開きの分かった、大小網目の異なる２種の篩いによって粉体を分け、細かい方の篩い網の上に残留した粒子群を、大小２つの目開きの間の粒子径の大きさを有するものとする。
なおここで、篩い目の上に残留した粒子を、篩目寸法を超える粒子径と定義し、通過した粒子を、篩目寸法以下の粒子径と定義する。
例えば、目開き1mmの篩を通過する粒子は1mm以下の粒子径と分類され、通過できない粒子（篩上に残留する粒子）は1mmを超える粒子径と分類される。
したがって、工業的には、粒子径が1mmを超える粒径の粒子を核粒子と考えている。
例えば、目開き1mmの篩を通過する粒子は1mm以下の粒子径と分類され、通過できない粒子（篩上に残留する粒子）は1mmを超える粒子径と分類される。
したがって、工業的には、粒子径が1mmを超える粒径の粒子を核粒子と考えている。
また、核粒子２となる粒子は、一般的には粗粒の鉄鉱石であるが、返鉱（焼結鉱のうち、焼結成品と成らなかった篩下の微粉）、石灰石やドロマイト、硅石、粉コークスなど、粒子径が1mmを超えるものも、核粒子２として用いる。
以上より、本発明においては、粒子径の最大長さが1.0mmを超えるものを、核粒子２として用いている。
以上より、本発明においては、粒子径の最大長さが1.0mmを超えるものを、核粒子２として用いている。
なお、焼結プロセスで使用される焼結原料は、最大でも粒子径が10mm〜20mmの分級点で分けられた篩下の微粉を使用するため、核粒子２の粒子径の最大長さは、大きくとも20mm以下である。
ところで、焼結原料には、鉄鉱石、副原料のみならず、製鉄所内で発生する微粉ダスト類も使用されている。
ところで、焼結原料には、鉄鉱石、副原料のみならず、製鉄所内で発生する微粉ダスト類も使用されている。
このような焼結用原料として使用される、製鉄所内で発生するダストには、以下に示すものが存在する。
ダストとしては、例えば、高炉排ガスの乾式・湿式集塵機の集塵ダスト、焼結工場内の篩で発生する返鉱、製鉄所内に配備されている集塵機又はシックナーで回収された集塵ダスト、ペレット工場に配備されているロータリーキルンから排出され脱落したキルンリング、高炉装入前に行われる篩にて発生する篩下、ヤードでの搬送中に落鉱、落骸したものを回収した雑鉱などが挙げられる。
ダストとしては、例えば、高炉排ガスの乾式・湿式集塵機の集塵ダスト、焼結工場内の篩で発生する返鉱、製鉄所内に配備されている集塵機又はシックナーで回収された集塵ダスト、ペレット工場に配備されているロータリーキルンから排出され脱落したキルンリング、高炉装入前に行われる篩にて発生する篩下、ヤードでの搬送中に落鉱、落骸したものを回収した雑鉱などが挙げられる。
それ故、本発明においては、母材４と転炉スラグ５からなる付着層３を核粒子２の外周囲に形成し、その付着層３を構成する母材４に、鉄鉱石、スケール、製鉄所内で発生するダスト、石灰石及び／又は消石灰、硅石、ドロマイト、粉コークスのうち、少なくとも１種類以上用いることとしている。言い換えれば、母材４は、鉄鉱石、スケール、ダスト、石灰石、消石灰、硅石、ドロマイト、粉コークスを１種類以上含むものである。
さて、先述したように、核粒子２は、粒子径が1mm以上の粒子であり、その外周囲に1mm未満の粒子が付着していることが知られている（参考文献:肥田ら:鉄と鋼,68(82)2166)。
さらに、付着粉（母材４）となりうる粒子径を有する粒子の中でも、特に粒子径が500μm以下の粒子が、核粒子２への付着率が良いとされている（参考文献:鉄鋼便覧Ｐ85,図2-6）。
さらに、付着粉（母材４）となりうる粒子径を有する粒子の中でも、特に粒子径が500μm以下の粒子が、核粒子２への付着率が良いとされている（参考文献:鉄鋼便覧Ｐ85,図2-6）。
ここでの付着層３を構成する母材４としては、後述する中粒の転炉スラグ５を疑似粒子内に取り込むバインダ（糊）の役割をさせるために、本発明においては、より付着粉として寄与し易い、粒子径が500μm以下の粒子を対象としている。
なお、ここでの母材４の粒子径は、篩分け法による測定値であり、篩の目開き寸法で定義されるものである。例えば、目開き0.5mmの篩を通過する粒子は粒子径が0.5mm以下と分類され、通過できない粒子は粒子径が0.5mmを超える粒径と分類される。
なお、ここでの母材４の粒子径は、篩分け法による測定値であり、篩の目開き寸法で定義されるものである。例えば、目開き0.5mmの篩を通過する粒子は粒子径が0.5mm以下と分類され、通過できない粒子は粒子径が0.5mmを超える粒径と分類される。
したがって、本発明においては、粒子径の最大長さが500μm(0.5mm)以下の粒子を、付着層３を構成する母材４（付着粉）として用いることとしている。なおここでの付着層３とは、転炉スラグ５と母材４を合わせた全体のことを指す。
疑似粒子１は、転動造粒されることにより、核粒子２の周りに付着粉（母材４）が積層されるように付着して、付着層３が成長するように形成されてゆくため、最表面層は球形に近くなる（例、雪だるま式）。
疑似粒子１は、転動造粒されることにより、核粒子２の周りに付着粉（母材４）が積層されるように付着して、付着層３が成長するように形成されてゆくため、最表面層は球形に近くなる（例、雪だるま式）。
図２Ｂは、球形の疑似粒子１における付着層３の厚みの測定方法を示す断面図である。
以下に、疑似粒子における付着層３の厚みの測定方法を示す。
１）造粒した疑似粒子１を任意に選び中央部を切断した断面写真を撮影する。
２）付着層３の外表面は、断面写真においておよそ円形であるので、円周上のある点から法線方向に伸ばした直線が核粒子２に接するまでの距離Xi(i=1・・・n)を付着層３の厚みと定義する。
以下に、疑似粒子における付着層３の厚みの測定方法を示す。
１）造粒した疑似粒子１を任意に選び中央部を切断した断面写真を撮影する。
２）付着層３の外表面は、断面写真においておよそ円形であるので、円周上のある点から法線方向に伸ばした直線が核粒子２に接するまでの距離Xi(i=1・・・n)を付着層３の厚みと定義する。
３）付着層３の最大厚み(mm)は、10箇所以上測定した距離Xiのうち、最大値の最大厚みと定義する。
なお、核粒子２は、図２Ｂに示すように、必ずしも疑似粒子１の中央部に存在するわけでなく、形状も略球形とは限らず、歪んでいることもあるため、付着層３の厚みは一つの疑似粒子１の中でも、場所によって異なる。
なお、核粒子２は、図２Ｂに示すように、必ずしも疑似粒子１の中央部に存在するわけでなく、形状も略球形とは限らず、歪んでいることもあるため、付着層３の厚みは一つの疑似粒子１の中でも、場所によって異なる。
ところで、転炉スラグ５の粒子は、原料充填層（パレット台車上に充填された焼結原料）内に単独で存在すると、バインダ（糊）としての同化性が乏しく焼結成品に歩留にくい。そのため、転炉スラグ５を付着層３内に配置して、付着層３中の母材４により生成される融液で、その転炉スラグ５を成品（疑似粒子１）に取り込む必要がある。
図３中のＡに示すように、搬送過程の衝撃などで、付着層３の表面から転炉スラグ５が突出すると、その突出した脆弱部から崩壊し始め、焼成時に転炉スラグ５を付着層３内に保持することができない。そのため、転炉スラグ５を付着層３の表面から突出させることなく疑似粒子１内に配置しなければならない。
図３中のＡに示すように、搬送過程の衝撃などで、付着層３の表面から転炉スラグ５が突出すると、その突出した脆弱部から崩壊し始め、焼成時に転炉スラグ５を付着層３内に保持することができない。そのため、転炉スラグ５を付着層３の表面から突出させることなく疑似粒子１内に配置しなければならない。
一方、図３中のＣに示すように、疑似粒子１の付着層３は、厚みが大きいほど粗大な転炉スラグ５を取り込むことが可能であるが、付着層３の強度は弱いため、厚みが大きくなり過ぎると搬送過程の衝撃で剥離してしまうこととなる。
すなわち、図３中のＢに示すように、転炉スラグ５を内部で保持し、且つ成品（疑似粒子１）へ歩留らせるためには、付着層３の厚みを適正な範囲とする必要があることが分かった。
すなわち、図３中のＢに示すように、転炉スラグ５を内部で保持し、且つ成品（疑似粒子１）へ歩留らせるためには、付着層３の厚みを適正な範囲とする必要があることが分かった。
そこで、付着層３の厚みの強度を調査するため、落下抵抗測定装置１２（図２４参照）を用いて、疑似粒子１の落下抵抗を行った。
図４は、疑似粒子１の落下抵抗試験の測定結果を示した図である。
以下に、疑似粒子１の落下抵抗試験の方法を示す。
１）1mm〜2mmの核粒子２（鉄鉱石）を篩で選別する。
図４は、疑似粒子１の落下抵抗試験の測定結果を示した図である。
以下に、疑似粒子１の落下抵抗試験の方法を示す。
１）1mm〜2mmの核粒子２（鉄鉱石）を篩で選別する。
２）タイヤ型の造粒機に、核粒子２と粒子径が500μm以下の付着層３の原料を装入して、疑似粒子１を造粒する。
３）疑似粒子１を粒子径ごとに篩分けて、核粒子２の平均粒子径との差から所定の付着層３厚みの粒子を選択する。
４）各付着層３の厚みごとに、12個の疑似粒子１を選択し、５０ｃｍの高さから鉄板上に落下させて割れるまでの回数を数える（割れた時の落下も回数に含む）。
３）疑似粒子１を粒子径ごとに篩分けて、核粒子２の平均粒子径との差から所定の付着層３厚みの粒子を選択する。
４）各付着層３の厚みごとに、12個の疑似粒子１を選択し、５０ｃｍの高さから鉄板上に落下させて割れるまでの回数を数える（割れた時の落下も回数に含む）。
５）疑似粒子１、12個の測定結果のうち、最大値及び最小値を除いた10個の測定結果の平均値を、落下抵抗の代表値として採用する。
なお、転炉スラグ５は、粒子径の最大長さが1.0mm以下で且つ、粒子径が0.5mm以上の割合が、転炉スラグ５全体に対して、50%とされているものを使用した（詳細は後述）。
ところで、付着層３の厚みが増すと、疑似粒子１の自重が増加して落下時の衝撃が増し、さらに核粒子２の骨材効果が弱くなる。
なお、転炉スラグ５は、粒子径の最大長さが1.0mm以下で且つ、粒子径が0.5mm以上の割合が、転炉スラグ５全体に対して、50%とされているものを使用した（詳細は後述）。
ところで、付着層３の厚みが増すと、疑似粒子１の自重が増加して落下時の衝撃が増し、さらに核粒子２の骨材効果が弱くなる。
図４中のＣを参照すると、付着層３の厚みが3.5mm以上となると、それを境に落下抵抗の回数が減少していることが確認できる。すなわち、付着層３の厚みが3.5mm以上となると、疑似粒子の強度が著しく低下することとなる。
一方で、図４中のＡに示すように、付着層３の厚みが1.0mmより薄くなると、それを境に落下抵抗の回数が減少していることが確認できる。すなわち、搬送過程の衝撃などで、付着層３の表面から転炉スラグ５が突出すると、その突出した脆弱部が崩壊の起点となり、疑似粒子１の強度が低下することとなる。
一方で、図４中のＡに示すように、付着層３の厚みが1.0mmより薄くなると、それを境に落下抵抗の回数が減少していることが確認できる。すなわち、搬送過程の衝撃などで、付着層３の表面から転炉スラグ５が突出すると、その突出した脆弱部が崩壊の起点となり、疑似粒子１の強度が低下することとなる。
以上より、疑似粒子１の付着層３は部分的に薄くても良いが、転炉スラグ５が存在する部位においては、中粒の転炉スラグ５の粒子が付着層３（疑似粒子１）の表面から突出することが無いように、十分な厚みとしておくことが必要である。
したがって、本発明においては、図４中のＢに示すように、付着層３全体の最大厚みは、1.0mm以上3.5mm以下としている。
したがって、本発明においては、図４中のＢに示すように、付着層３全体の最大厚みは、1.0mm以上3.5mm以下としている。
さて、焼結鉱では、主として低融点のカルシウムフェライト融液を介したスラグ結合によって、鉄鉱石同士の結合強度が保たれている。カルシウムフェライトは、鉄鉱石中のFe2O3と、石灰石などを由来とするCaOから生成される。
一方で、転炉スラグ５は溶融同化性に劣るため、石灰石と比較すると、バインダ(糊)となる融液発生源としてのCaOの役割を期待しにくい。
一方で、転炉スラグ５は溶融同化性に劣るため、石灰石と比較すると、バインダ(糊)となる融液発生源としてのCaOの役割を期待しにくい。
そのため、転炉スラグ５を除いた、付着層３中の母材４の低融点部位から発生した融液により、その付着層３中の転炉スラグ５を包み込んで、同化を進める必要がある。このとき、母材４の融液発生量は、付着層３中のCaO濃度が支配的であるため、CaO[wt%]/Fe2O3[wt%]で制御することができる。
なお、「CaO[wt%]/Fe2O3[wt%]」は、転炉スラグ５由来の粒子を除く、付着層３中における母材４の平均CaOとFe2O3との重量比である。
なお、「CaO[wt%]/Fe2O3[wt%]」は、転炉スラグ５由来の粒子を除く、付着層３中における母材４の平均CaOとFe2O3との重量比である。
焼結鉱の焼成は、一般にカルシウムフェライト系の融液の生成が開始する1200℃以上で行われている。
しかし、焼成温度が高くなり過ぎると、付着層３だけでなく、核粒子２を含む原料充填層全体が溶融して岩盤上に凝固して、ガスの流れを阻害してしまう。そのため、焼成の温度は、最高温度が1400℃以下となるように調整されている。
しかし、焼成温度が高くなり過ぎると、付着層３だけでなく、核粒子２を含む原料充填層全体が溶融して岩盤上に凝固して、ガスの流れを阻害してしまう。そのため、焼成の温度は、最高温度が1400℃以下となるように調整されている。
また、図５のCaO-Fe2O3状態図に示すように、液相領域（図中のグレー色で囲んだ領域）は、母材４中のCaOの量により、大きく変化する。
そのため、付着層３中の母材４の組成に関しては、焼結焼成温度である1200℃〜1400℃（図５中の破線で囲んだ領域）と液相領域とが合わさる箇所が、母材４が完全に融液となりうる範囲である。
そのため、付着層３中の母材４の組成に関しては、焼結焼成温度である1200℃〜1400℃（図５中の破線で囲んだ領域）と液相領域とが合わさる箇所が、母材４が完全に融液となりうる範囲である。
したがって、本発明においては、付着層３中の母材４より生成される融液により、反応し難い転炉スラグ５を包み込んで同化を促進させるため、母材４の平均成分におけるFe2O3とCaOとの重量比である［CaO(wt%)/Fe2O3(wt%)］を、0.15以上0.49以下としている。これにより、母材４は低温の1200℃から液相領域になる。
なお、焼結層内の焼成温度は必ずしも均一ではないため、好ましくは［CaO/Fe2O3］を低温の1200℃でも融液生成量の多い、0.25以上0.32以下とするとよい。
なお、焼結層内の焼成温度は必ずしも均一ではないため、好ましくは［CaO/Fe2O3］を低温の1200℃でも融液生成量の多い、0.25以上0.32以下とするとよい。
このとき、焼結プロセスでは、造粒物Ａ（擬似粒子）の強度を向上させるために、造粒時に生石灰CaOを使用することがあるが、母材４の成分を計算するにあたっては、造粒水添加により完全に水和して消石灰Ca(OH)2に変化しているものとして考慮している。
また、焼結プロセスでは、製鉄所内で発生する微粉ダストも使用しているが、母材４の平均成分を上記の範囲とすることで、鉄鉱石や石灰石と同様に、母材４における溶融挙動を制御することができる。
また、焼結プロセスでは、製鉄所内で発生する微粉ダストも使用しているが、母材４の平均成分を上記の範囲とすることで、鉄鉱石や石灰石と同様に、母材４における溶融挙動を制御することができる。
ここで、図６に示すように、母材４における［CaO/Fe2O3］の影響を調査するため、付着層３成分を模擬したタブレット（直径10mm, 高さ10mmの円柱状）を作成した。なお、タブレットの成分［CaO/Fe2O3］は、石灰石の配合比で調整した。
図７に示すように、作成したタブレットに対して、実際の焼結層内と同様の温度履歴を与えるため、縦型の電気炉６と昇降装置７を用いて焼成した後、回転強度測定装置１３（図２５参照）を用いて、Ｉ型タンブラー試験で強度測定を行った。
図７に示すように、作成したタブレットに対して、実際の焼結層内と同様の温度履歴を与えるため、縦型の電気炉６と昇降装置７を用いて焼成した後、回転強度測定装置１３（図２５参照）を用いて、Ｉ型タンブラー試験で強度測定を行った。
タブレット焼成試験の手順は、以下のとおりである。
１）電気炉６の均熱帯（最高温度となる領域）を、焼成時に初期の融液が生成される1250℃に設定する。
２）予め、電気炉６内の縦方向における温度分布を測定しておき、図８に示す焼結層内の温度履歴となるように、試料カゴ８の昇降速度を調整する。
１）電気炉６の均熱帯（最高温度となる領域）を、焼成時に初期の融液が生成される1250℃に設定する。
２）予め、電気炉６内の縦方向における温度分布を測定しておき、図８に示す焼結層内の温度履歴となるように、試料カゴ８の昇降速度を調整する。
３）試料カゴ８に作成したタブレット（試料）を１つ載置して、予め決めておいた昇降速度で炉内に装入し、所定の温度履歴を与える。
４）冷却後、タブレット（試料）を取り出し、Ｉ型タンブラー試験（回転強度試験）に供する。
続いて、Ｉ型タンブラー試験の手順は、以下のとおりである。
４）冷却後、タブレット（試料）を取り出し、Ｉ型タンブラー試験（回転強度試験）に供する。
続いて、Ｉ型タンブラー試験の手順は、以下のとおりである。
１）電気炉６で焼成したタブレット3個分の重量を測定する(W1)。
２）一方側は閉塞、他方側は開閉可能された、長さ300mm,直径25mmの筒状の鉄製シリンダに、試料であるタブレット3個を装入する。
３）筒状シリンダ１４を回転機１５に設置して、20rpmで300回転させ、タブレットに転動・落下の衝撃を与える。
２）一方側は閉塞、他方側は開閉可能された、長さ300mm,直径25mmの筒状の鉄製シリンダに、試料であるタブレット3個を装入する。
３）筒状シリンダ１４を回転機１５に設置して、20rpmで300回転させ、タブレットに転動・落下の衝撃を与える。
４）試験後、試料（粉砕されたタブレット）を筒状シリンダ１４から取り出し、710μmの篩で分けて、篩上に残留した試料を回収する。
５）タブレット3個分の篩上の重量を測定する(W2）。
６）(W1),(W2)を下式に代入して、回転強度を計算する。
TI＝（W2/W1）×100
なお、回転強度とは、Ｉ型タンブラーを使用して、落下及び転動の衝撃を与えた後の塊率を示す。
５）タブレット3個分の篩上の重量を測定する(W2）。
６）(W1),(W2)を下式に代入して、回転強度を計算する。
TI＝（W2/W1）×100
なお、回転強度とは、Ｉ型タンブラーを使用して、落下及び転動の衝撃を与えた後の塊率を示す。
図９は、付着層３成分を模擬したタブレットにおける母材４の［CaO/Fe2O3］と、Ｉ型タンブラーで測定した回転強度の関係を示す図である。なお、図９において、実線のみのグラフは液相線温度を示し、実線とプロット点（■印）のグラフは回転強度を示す。
図９に示すように、母材４を低融点融液が生成され易い組成とする、すなわち［CaO/Fe2O3］を0.15以上0.49以下とすることで、付着層３中において、転炉スラグ５と母材４の同化が進行することとなり、付着層３を模擬したタブレットの強度を向上させることが可能となる。
図９に示すように、母材４を低融点融液が生成され易い組成とする、すなわち［CaO/Fe2O3］を0.15以上0.49以下とすることで、付着層３中において、転炉スラグ５と母材４の同化が進行することとなり、付着層３を模擬したタブレットの強度を向上させることが可能となる。
すなわち、溶融同化を促進させることで、転炉スラグ５が焼結成品（造粒物Ａ）内に取り込まれて歩留が向上する。
一方で、液相線温度が1400℃を超える領域になると、転炉スラグ５を同化させる強度を発現するために必要な、カルシウムフェライト融液の生成量が少なくなるので、付着層３を模擬したタブレットの強度は著しく低下することとなる。
一方で、液相線温度が1400℃を超える領域になると、転炉スラグ５を同化させる強度を発現するために必要な、カルシウムフェライト融液の生成量が少なくなるので、付着層３を模擬したタブレットの強度は著しく低下することとなる。
粒子径が1mm以上の粗粒転炉スラグは、付着粉（母材４）に用いることが難しく、疑似粒子の核粒子２、又は、単独で焼結原料層に存在する。
そのため、図１０中のＡに示すように、粗粒転炉スラグは、伝熱性及び溶融速度に劣り、未溶融部分が融液の構造粘性を上げてしまうため、原料充填層内の空隙を閉塞して、焼成時の通気性を悪化させてしまうこととなる。
そのため、図１０中のＡに示すように、粗粒転炉スラグは、伝熱性及び溶融速度に劣り、未溶融部分が融液の構造粘性を上げてしまうため、原料充填層内の空隙を閉塞して、焼成時の通気性を悪化させてしまうこととなる。
さらに、転炉スラグ５に起因する結合状態の悪い、図１０中のＡに示すような部位に関しては、結合強度が弱いため、焼結プロセスでは早くに破壊されてしまい、成品として歩留り難くなる。
そこで、本発明では、粒子径が1mmよりは小さいが、単独では付着層３として用いることが難しい、粒子径が0.5mm以上の中粒の転炉スラグ５を対象としている。
そこで、本発明では、粒子径が1mmよりは小さいが、単独では付着層３として用いることが難しい、粒子径が0.5mm以上の中粒の転炉スラグ５を対象としている。
また、図１０中のＢに示すように、中粒の転炉スラグ５を、粒子径が500μm以下の微粉と合わせて用いて付着層３内に取り込むことで、中粒転炉スラグ５の外周囲に存在する母材４から発生する初期の融液で、その中粒転炉スラグ５を包み込んで溶融同化を促進させる。
ここで、焼結鍋試験について、説明する。
ここで、焼結鍋試験について、説明する。
図２６Ａに示すように、角型の焼結鍋９（280mm角）を用いて、焼結鍋試験を実施した。
鉱石層の厚さは、500mmとした。原料装入量は、80kgとした。焼成条件としては、大気吸引（点火時＝-1.0kPa(-1000mmAq),焼成時＝-1.6kPa(-1600mmAq)）とした。点火時間は、90secとした。焼成時間は、点火から排ガス中CO2濃度が0.2%以下となるまでの時間とした。
鉱石層の厚さは、500mmとした。原料装入量は、80kgとした。焼成条件としては、大気吸引（点火時＝-1.0kPa(-1000mmAq),焼成時＝-1.6kPa(-1600mmAq)）とした。点火時間は、90secとした。焼成時間は、点火から排ガス中CO2濃度が0.2%以下となるまでの時間とした。
焼成速度は、「鉱石層（原料層）厚(mm)/焼成時間(min)」で求めた。なお、焼結速度は、焼結鍋試験で点火から焼成完了するまでの、粉コークスの燃焼が伝播する平均速度である。
生産性は、「{成品重量(kg)/1000(kg/t)}/{焼成時間(min)/(60min/hr)}/鍋の焼成面積(m2)」で求めた。
生産性は、「{成品重量(kg)/1000(kg/t)}/{焼成時間(min)/(60min/hr)}/鍋の焼成面積(m2)」で求めた。
なお、焼成速度（％）及び生産性（％）の指数化については、下式を用いて行った。
・焼成速度（％）＝実際の焼成速度(mm/min)/ベース条件の焼成速度(mm/min)×100
・生産性（％）＝実際の生産率(t/h/m2)/ベース条件の生産率(t/h/m2)×100
ここで、角型焼結鍋９におけるベース条件の生産率/焼成速度は、転炉スラグ５を含まない標準的な原料を使用し、同様の手順で、焼結鍋試験を行った結果である生産率＝1.50t/h/m2、焼成速度＝24.5mm/minを用いた。
・焼成速度（％）＝実際の焼成速度(mm/min)/ベース条件の焼成速度(mm/min)×100
・生産性（％）＝実際の生産率(t/h/m2)/ベース条件の生産率(t/h/m2)×100
ここで、角型焼結鍋９におけるベース条件の生産率/焼成速度は、転炉スラグ５を含まない標準的な原料を使用し、同様の手順で、焼結鍋試験を行った結果である生産率＝1.50t/h/m2、焼成速度＝24.5mm/minを用いた。
角型焼結鍋９を用いた焼結鍋試験の手順を以下に示す。
１）角型の焼結鍋９に、まずパレットの保護用床敷きとして、粒子径が10〜20mmの焼結鉱を装入し、その焼結鉱の上に鉄鉱石、石灰石等の副原料、及び、凝結材として粉コークスを疑似粒子化した原料を装入した。なお、配合（混合）条件としては、焼結後の成品SiO2が5.4質量％、塩基度CaO/SiO2が2.1となるように調整した。
１）角型の焼結鍋９に、まずパレットの保護用床敷きとして、粒子径が10〜20mmの焼結鉱を装入し、その焼結鉱の上に鉄鉱石、石灰石等の副原料、及び、凝結材として粉コークスを疑似粒子化した原料を装入した。なお、配合（混合）条件としては、焼結後の成品SiO2が5.4質量％、塩基度CaO/SiO2が2.1となるように調整した。
２）次いで、風箱１０に接続された排風機１１で、吸引圧＝-1.0kPaの一定条件で、点火バーナーで原料充填層の表面に着火した後、吸引圧＝-1.6kPaの一定条件で、大気吸引して原料充填層中の粉コークスを燃焼させた。なお、焼成終了は、排ガス中CO2濃度が0.2%以下に到達した時刻とした。
３）上記の手順で焼成された焼結ケーキを、落下強度試験装置（JIS M8711:1993）を用いて、床敷きを除いた焼成物全量を2mの高さから4回落下させ、粒子径が4mm以上として残留したものを成品とした。
３）上記の手順で焼成された焼結ケーキを、落下強度試験装置（JIS M8711:1993）を用いて、床敷きを除いた焼成物全量を2mの高さから4回落下させ、粒子径が4mm以上として残留したものを成品とした。
４）焼成時間と原料層厚を、下式に代入して焼成速度を求めた。
・焼成速度(mm/min)＝原料層厚(mm)/焼成時間(min)
５）焼成速度と成品重量を、下式に代入して生産性を求めた。
・生産性(t/h/m2)＝{成品重量(kg)/1000(kg/t)}/{焼成時間(min)/(60min/hr)}/鍋の焼成面積(m2)
次いで、角型焼結鍋９を用いた焼結鍋試験の結果について、述べる。
・焼成速度(mm/min)＝原料層厚(mm)/焼成時間(min)
５）焼成速度と成品重量を、下式に代入して生産性を求めた。
・生産性(t/h/m2)＝{成品重量(kg)/1000(kg/t)}/{焼成時間(min)/(60min/hr)}/鍋の焼成面積(m2)
次いで、角型焼結鍋９を用いた焼結鍋試験の結果について、述べる。
図１１は、角型焼結鍋９（280mm角）を用いた焼結鍋試験の結果を示した図であり、転炉スラグ５を粒度ごとに分けて示している。
図１１に示す焼結鍋試験の結果は、転炉スラグ５を6wt%配合した時のものである。この結果を踏まえ、転炉スラグ５の配合比が増減させた場合、図１０中のＡに示すようなガス流れを阻害する領域が比例して増減するため、焼成速度に影響を及ぼす傾向は不変であった。
図１１に示す焼結鍋試験の結果は、転炉スラグ５を6wt%配合した時のものである。この結果を踏まえ、転炉スラグ５の配合比が増減させた場合、図１０中のＡに示すようなガス流れを阻害する領域が比例して増減するため、焼成速度に影響を及ぼす傾向は不変であった。
粒子径が1mm以上の粗粒転炉スラグを使用すると、先に述べたように、焼成時の通気性が悪化してしまい、焼成速度が低下することとなる（図１１中の右側の２つの棒グラフ参照）。
一方で、粒子径が0.5mm以下の微粉転炉スラグを多量に使用すると、含有するMgOやAl2O3などが付着層３中の融液に溶け込んで、融液の粘性を上げてしまい、焼成速度が低下することとなる。その結果、融液の流動による凝集が鈍ることとなり、粗粒転炉スラグの使用時と同様に、焼成時の通気性悪化を招いてしまうこととなる（図１１中の左側の２つの棒グラフ参照）。
一方で、粒子径が0.5mm以下の微粉転炉スラグを多量に使用すると、含有するMgOやAl2O3などが付着層３中の融液に溶け込んで、融液の粘性を上げてしまい、焼成速度が低下することとなる。その結果、融液の流動による凝集が鈍ることとなり、粗粒転炉スラグの使用時と同様に、焼成時の通気性悪化を招いてしまうこととなる（図１１中の左側の２つの棒グラフ参照）。
したがって、本発明においては、図１１中の中央の２つの棒グラフに示すように、付着層３内に配置する中粒の転炉スラグ５において、粒子径の最大長さが1.0mm以下で且つ、粒子径が0.5mm以上の割合を、転炉スラグ５全体に対して、50wt%以上に粒度をコントロールすることとしている。これにより、焼成速度の悪化を抑制することができる。
なおこのとき、使用する中粒の転炉スラグ５を、粒子径の最大長さが1mm以下で且つ、粒子径が0.5mm以上の割合が、転炉スラグ５全体に対して90wt%としても、同様の効果が得られることを知見した。
なおこのとき、使用する中粒の転炉スラグ５を、粒子径の最大長さが1mm以下で且つ、粒子径が0.5mm以上の割合が、転炉スラグ５全体に対して90wt%としても、同様の効果が得られることを知見した。
また前述の結果を受けて、使用する中粒の転炉スラグ５を、粒子径の最大長さが1mm以下で且つ、粒子径が0.5mm以上の割合が、転炉スラグ５全体に対して100wt%（すなわち、粒子径が0.5mm〜1.0mmのみ）としても、同様の効果が得られることも知見した。
さて、転炉スラグ５は、融点が高い物質を含むため、付着層３に配置された場合、転炉スラグ５の外周囲に存在する母材４ともに、溶融同化が進みにくい。
さて、転炉スラグ５は、融点が高い物質を含むため、付着層３に配置された場合、転炉スラグ５の外周囲に存在する母材４ともに、溶融同化が進みにくい。
特に、初期の融液が生成される、焼成温度が1250℃段階の焼成初期では、転炉スラグ５の外周囲に存在する母材４においては溶融が進行するが、転炉スラグ５自体は溶融せずに、不活性な物質として存在することとなる。
そのため、付着層３中に存在する未溶融の転炉スラグ５は、発生した融液間のネットワークを遮断し、融液の凝集を妨げるものとなる。
そのため、付着層３中に存在する未溶融の転炉スラグ５は、発生した融液間のネットワークを遮断し、融液の凝集を妨げるものとなる。
ここで、付着層３中における転炉スラグ５の量の影響を調査するため、図６に示すような、付着層３の成分を模擬したタブレット（直径10mm、高さ10mmの円柱状）を作成した。
また、作成したタブレットは、実際の焼結層内と同様の温度履歴を与えるため、先述した方法と同様に、図７に示す縦型の電気炉６と昇降装置７を用いて焼成した後、図２５に示すＩ型タンブラー試験で強度測定を行った。
また、作成したタブレットは、実際の焼結層内と同様の温度履歴を与えるため、先述した方法と同様に、図７に示す縦型の電気炉６と昇降装置７を用いて焼成した後、図２５に示すＩ型タンブラー試験で強度測定を行った。
その後、1250℃で焼成したタブレットを樹脂に埋めた後、中央部を切断して研磨し、光学顕微鏡（×10倍）で断面観察した。その断面写真を図１２に示す。
以下に、付着層３成分を模擬したタブレットの組成について、説明する。
図１２に示すように、付着層３内の母材４から融液が生成されて溶融同化が進むほど、融液が凝集するようになる。そして、融液が移動した跡には、大きな気孔が形成されることとなる。断面写真から定性的に見てとれるように、微粉転炉スラグ粒子が付着層３内に多数存在すると、融液の凝集が妨げられて、気孔が集合せずに分散していることが確認できる。
以下に、付着層３成分を模擬したタブレットの組成について、説明する。
図１２に示すように、付着層３内の母材４から融液が生成されて溶融同化が進むほど、融液が凝集するようになる。そして、融液が移動した跡には、大きな気孔が形成されることとなる。断面写真から定性的に見てとれるように、微粉転炉スラグ粒子が付着層３内に多数存在すると、融液の凝集が妨げられて、気孔が集合せずに分散していることが確認できる。
図１３に、タブレット（試料）に対して、I型タンブラー試験を行ったときの結果をに示す。
図１３より、微粉転炉スラグによる融液間のネットワークの遮断は、付着層３に存在する転炉スラグ５の体積割合によって、影響が決定されるものと考えられる。そこで、転炉スラグ５の配合量から体積割合(vol%)を、下式で求めた。
図１３より、微粉転炉スラグによる融液間のネットワークの遮断は、付着層３に存在する転炉スラグ５の体積割合によって、影響が決定されるものと考えられる。そこで、転炉スラグ５の配合量から体積割合(vol%)を、下式で求めた。
・付着層中の転炉スラグ体積割合(vol%)＝転炉スラグの配合体積(cm3)÷{転炉スラグの配合体積(cm3)＋母材の配合体積(cm3)}×100
また、転炉スラグ５の配合体積は、下式のように、真比重より求めることができる。ここでは、付着層３になりうる微粉においては、「かさ比重≒真比重」と考えることとしている。
また、転炉スラグ５の配合体積は、下式のように、真比重より求めることができる。ここでは、付着層３になりうる微粉においては、「かさ比重≒真比重」と考えることとしている。
・転炉スラグの配合体積(cm3)＝転炉スラグの配合重量(g)÷転炉スラグ真比重(g/cm3)
・母材の配合体積(cm3)＝母材原料の配合重量(g)÷母材平均真比重(g/cm3)
なお、母材４の平均真比重は、実際の母材４の真比重を測定することが望ましいが、母材４を構成する材料、それぞれの真比重の荷重平均値で求めても良い。ここでの真比重は、(JIS Z 8807)に従いピクノメータを使用して測定した。
・母材の配合体積(cm3)＝母材原料の配合重量(g)÷母材平均真比重(g/cm3)
なお、母材４の平均真比重は、実際の母材４の真比重を測定することが望ましいが、母材４を構成する材料、それぞれの真比重の荷重平均値で求めても良い。ここでの真比重は、(JIS Z 8807)に従いピクノメータを使用して測定した。
図１３に示すように、タブレット焼成試験をした後、Ｉ型タンブラー試験を行って、強度測定を行った結果より、付着層３中における転炉スラグ５の体積割合が大きいタブレット（試料）ほど、回転強度の値が低く、強度が弱いことが確認できる。この強度が弱いということは、融液の凝集によるスラグ結合が妨げられたことを示している。
特に、付着層３中における転炉スラグ５の体積割合が40vol%を超過すると、急激に回転強度の値が低下しており、付着層３の強度が非常に弱いことが確認できる。
特に、付着層３中における転炉スラグ５の体積割合が40vol%を超過すると、急激に回転強度の値が低下しており、付着層３の強度が非常に弱いことが確認できる。
試料（造粒物）の強度が弱くなる原因は、転炉スラグ５と母材４の量の比が逆転する領域、つまり転炉スラグ５の量の方が多くなってゆく領域において、融液を介したスラグ結合から、各転炉スラグ５間における直接の結合へと、結合形態の支配因子が変化していくためと考えられる。
したがって、造粒物Ａ（擬似粒子）は、付着層３全体における転炉スラグ５の体積率が、0より大きく40vol%以下となるように、転炉スラグ５を付着層３中に配置することとしている。
したがって、造粒物Ａ（擬似粒子）は、付着層３全体における転炉スラグ５の体積率が、0より大きく40vol%以下となるように、転炉スラグ５を付着層３中に配置することとしている。
以上述べたような特徴を有する焼結原料用の造粒物Ａの概略を模式的に示すと、図１４のようになる。
図１４に示すように、本発明にかかる造粒物Ａの構成は、以下のとおりである。
Ａ）核粒子２は、粒子径の最大長さが1mmを超えるものである。
Ｂ）付着層３の最大厚みは、1.0mm以上3.5mm以下である。
図１４に示すように、本発明にかかる造粒物Ａの構成は、以下のとおりである。
Ａ）核粒子２は、粒子径の最大長さが1mmを超えるものである。
Ｂ）付着層３の最大厚みは、1.0mm以上3.5mm以下である。
Ｃ）付着層３を構成する母材４における、[CaO(wt%)/Fe2O3(wt%)]は、0.15以上0.49以下である。
Ｄ）付着層３を構成する転炉スラグ５は、粒子径の最大長さが1mm以下のもので構成され、そのうち粒子径が0.5mm以上の割合が、転炉スラグ５全体に対して50%以上である。
Ｅ）転炉スラグ５の体積比率が0より大きく40vol%以下となるように、付着層３中に転炉スラグ５を配置する。
Ｄ）付着層３を構成する転炉スラグ５は、粒子径の最大長さが1mm以下のもので構成され、そのうち粒子径が0.5mm以上の割合が、転炉スラグ５全体に対して50%以上である。
Ｅ）転炉スラグ５の体積比率が0より大きく40vol%以下となるように、付着層３中に転炉スラグ５を配置する。
なお、付着層３は、母材４と転炉スラグ５で構成される。母材４は、最大長さが500μm以下の粒子で構成されていて、鉄鉱石、スケール、製鉄所内で発生するダスト、石灰石及び／又は消石灰、硅石、ドロマイト、粉コークスのうち１種類以上含む。
図１４に示す、上記の構成とされた疑似粒子１（造粒物Ａ）を使用して、焼結鍋試験を行った。
図１４に示す、上記の構成とされた疑似粒子１（造粒物Ａ）を使用して、焼結鍋試験を行った。
本実施例の効果は、焼結鍋試験における焼成速度mm/min（すなわち生産性）と、以下のように定義するCaO歩留(%)（＝転炉スラグ歩留(%)）で評価した。
この焼結鍋試験における成品の定義は、ここでは粒子径が4mmより大きな焼結鉱とする。したがって、粒子径が4mm以下の焼結鉱は、返鉱として扱うこととしている。
焼結鉱の組織は、均一ではないため、付着層３における強度の弱い部位が早くに破壊され、粉化して返鉱となる。
この焼結鍋試験における成品の定義は、ここでは粒子径が4mmより大きな焼結鉱とする。したがって、粒子径が4mm以下の焼結鉱は、返鉱として扱うこととしている。
焼結鉱の組織は、均一ではないため、付着層３における強度の弱い部位が早くに破壊され、粉化して返鉱となる。
このことからCaO歩留を下式で求めると、強度の弱いスラグ結合部が早くに破壊されるため、通常返鉱のCaO濃度は、成品のCaO濃度よりも1%程度高く、CaO歩留は90%程度となる。
・CaO歩留(%)＝{1-(返鉱CaO(%)-成品CaO(%))/成品CaO(%)}×100
また、転炉スラグ５は、石灰石よりも溶融同化しにくいため、図１０中のＡに示すように、付着層３において、溶融が未完全な転炉スラグ５を主体とする結合部位は、成品として歩留らず返鉱となりやすい。
・CaO歩留(%)＝{1-(返鉱CaO(%)-成品CaO(%))/成品CaO(%)}×100
また、転炉スラグ５は、石灰石よりも溶融同化しにくいため、図１０中のＡに示すように、付着層３において、溶融が未完全な転炉スラグ５を主体とする結合部位は、成品として歩留らず返鉱となりやすい。
このとき、転炉スラグ５は、CaOを多く含むので、返鉱となる量が増加すると、返鉱CaO(%)が上昇することとなり、その一方でCaO歩留は低下することとなる。
すなわち、CaO歩留が高いほど、転炉スラグ歩留が向上し、成品への溶融同化が良く進んでいると言える。
表１、表２に、焼結鍋試験の条件、及び、その試験で得られた焼成結果を示す。
すなわち、CaO歩留が高いほど、転炉スラグ歩留が向上し、成品への溶融同化が良く進んでいると言える。
表１、表２に、焼結鍋試験の条件、及び、その試験で得られた焼成結果を示す。
表３に、焼成結果の指数値を算出するために用意した、転炉スラグ５を含まない擬似粒子の構成（ベース条件）を示す。なお、表１〜表３は、それぞれ一続きのものであり、見やすくするため、分割して上下に配置している。
なお、以下に示す焼結鍋試験の焼成結果の評価に関しては、転炉スラグ５を含まない、通常の（一般的な）焼結原料用の造粒物を使用して焼結鉱を製造した際における焼成速度、及び、CaO歩留まりを閾値とした。
また、生産性及び焼成速度については、試験装置ごとに、転炉スラグ５を含まない条件（ベース条件）により指数化して、実施例と比較例との対比を行った。
また、生産性及び焼成速度については、試験装置ごとに、転炉スラグ５を含まない条件（ベース条件）により指数化して、実施例と比較例との対比を行った。
なお、生産性（％）及び焼成速度（％）の指数化については、下式を用いて行った。
・生産性（％）＝実際の生産率(t/h/m2)/ベース条件の生産率(t/h/m2)×100
・焼成速度（％）＝実際の焼成速度(mm/min)/ベース条件の焼成速度(mm/min)×100
例えば、表１の実施例２においては、
・生産性（％）＝1.53(t/h/m2)/1.50(t/h/m2)×100＝102（％）
・焼成速度（％）＝25.3(mm/min)/24.5(mm/min)×100＝103（％）
である。
・生産性（％）＝実際の生産率(t/h/m2)/ベース条件の生産率(t/h/m2)×100
・焼成速度（％）＝実際の焼成速度(mm/min)/ベース条件の焼成速度(mm/min)×100
例えば、表１の実施例２においては、
・生産性（％）＝1.53(t/h/m2)/1.50(t/h/m2)×100＝102（％）
・焼成速度（％）＝25.3(mm/min)/24.5(mm/min)×100＝103（％）
である。
また、表１の実施例１２においては、
・生産性（％）＝1.65(t/h/m2)/1.50(t/h/m2)×100＝110（％）
・焼成速度（％）＝25.4(mm/min)/24.5(mm/min)×100＝104（％）
である。
すなわち、焼成速度が24.5mm/min以上（指数値でいえば、100%以上）、CaO歩留が95%以上となる造粒物Ａの条件を、焼成速度の悪化が無く、且つ転炉スラグ５の焼成鉱への歩留まりを高めることが可能な条件と定義した。
・生産性（％）＝1.65(t/h/m2)/1.50(t/h/m2)×100＝110（％）
・焼成速度（％）＝25.4(mm/min)/24.5(mm/min)×100＝104（％）
である。
すなわち、焼成速度が24.5mm/min以上（指数値でいえば、100%以上）、CaO歩留が95%以上となる造粒物Ａの条件を、焼成速度の悪化が無く、且つ転炉スラグ５の焼成鉱への歩留まりを高めることが可能な条件と定義した。
ところで、表１の実施例（番号２〜５）、表２の比較例（番号１,６〜８）は、付着層３の厚みを変えた造粒物Ａを用意し、それらに対して焼結鍋試験を実施した結果である。
表１の実施例２〜５に示すように、本発明で規定した範囲内であれば、落下抵抗を維持する、すなわち造粒物Ａの強度を確保することができるとともに、焼成結果も良好である。
表１の実施例２〜５に示すように、本発明で規定した範囲内であれば、落下抵抗を維持する、すなわち造粒物Ａの強度を確保することができるとともに、焼成結果も良好である。
一方で、表２の比較例１、比較例６〜８に示すように、本発明で規定した範囲を超えてしまう（１つでも満たさない）と、焼結鍋試験の過程で疑似粒子が崩壊してしまい、焼成速度の低下、並びに、CaO歩留の低下を招くこととなる（指数値で100%を下回る）。
次に、表１の実施例（番号１０〜１３）、表２の比較例（番号９,１４）は、付着層３中の母材４の成分を変えた造粒物Ａを用意し、それらに対して焼結鍋試験を実施した結果である。
次に、表１の実施例（番号１０〜１３）、表２の比較例（番号９,１４）は、付着層３中の母材４の成分を変えた造粒物Ａを用意し、それらに対して焼結鍋試験を実施した結果である。
表１の実施例１０〜１３に示すように、本発明で規定した範囲内であれば、良好な焼成結果を示した。
一方で、表２の比較例９,１４に示すように、本発明で規定した範囲を超えてしまう（１つでも満たさない）と、付着層中の融液で転炉スラグの同化を進めることができないため、焼成速度の低下、並びに、CaO歩留の低下を招くこととなる（指数値で100%を下回る）。
一方で、表２の比較例９,１４に示すように、本発明で規定した範囲を超えてしまう（１つでも満たさない）と、付着層中の融液で転炉スラグの同化を進めることができないため、焼成速度の低下、並びに、CaO歩留の低下を招くこととなる（指数値で100%を下回る）。
表１の実施例（番号１７,１８）、表２の比較例（１５,１６,１９,２０）は、転炉スラグ５の粒度を変えた造粒物Ａを用意し、それらに対して焼結鍋試験を実施した結果である。
表１の実施例１７,１８に示すように、本発明で規定した範囲内であれば、良好な焼成結果を示した。一方で、表２の比較例１５,１６,１９,２０に示すように、本発明で規定した範囲を超えてしまう（１つでも満たさない）と、先に述べたとおり、焼成速度が低下することとなる（指数値で100%を下回る）。
表１の実施例１７,１８に示すように、本発明で規定した範囲内であれば、良好な焼成結果を示した。一方で、表２の比較例１５,１６,１９,２０に示すように、本発明で規定した範囲を超えてしまう（１つでも満たさない）と、先に述べたとおり、焼成速度が低下することとなる（指数値で100%を下回る）。
表１の実施例（番号２１〜２３）、表２の比較例（番号２４,２５）は、付着層３中における転炉スラグ５の体積比を変えた造粒物Ａを用意し、それらに対して焼結鍋試験を実施した結果である。
表１の実施例２１〜２３に示すように、本発明で規定した範囲内であれば、CaO歩留まりに関し、良好な結果が得られた。一方で、表２の比較例２４,２５に示すように、転炉スラグの体積比が上限を超えてしまうと、融液同士の結合が著しく阻害され、その結果、成品への転炉スラグの同化が鈍り、CaO歩留まりが大きく低下してしまうこととなる（指数値で100%を下回る）。
表１の実施例２１〜２３に示すように、本発明で規定した範囲内であれば、CaO歩留まりに関し、良好な結果が得られた。一方で、表２の比較例２４,２５に示すように、転炉スラグの体積比が上限を超えてしまうと、融液同士の結合が著しく阻害され、その結果、成品への転炉スラグの同化が鈍り、CaO歩留まりが大きく低下してしまうこととなる（指数値で100%を下回る）。
したがって、成品への中粒の転炉スラグ５の同化を進めることができるように、造粒物Ａを、上で詳細に述べたように、付着層３内の中粒転炉スラグ５を所定の配置（疑似粒子構造）とすることで、転炉スラグ５の使用時に焼成速度を悪化させることなく、CaO歩留（成品への転炉スラグ歩留）を高めることができる。
さて、本発明では、上で詳細に述べた焼結原料用の「造粒物Ａ」と、その造粒物Ａとは異なる焼結原料用の「造粒物Ｂ」を別々に造粒し、それら造粒物Ａと造粒物Ｂを適切に混合して、焼結鉱の製造することとしている。
さて、本発明では、上で詳細に述べた焼結原料用の「造粒物Ａ」と、その造粒物Ａとは異なる焼結原料用の「造粒物Ｂ」を別々に造粒し、それら造粒物Ａと造粒物Ｂを適切に混合して、焼結鉱の製造することとしている。
この造粒物Ａと造粒物Ｂの分割造粒に関しては、例えば、図１５に示すような複数の造粒機２１，２２による並列造粒によって行うことができる。
図１５に示すように、焼結工場１６において、造粒物Ａを造粒するＡ系統造粒設備１７と、造粒物Ｂを造粒するＢ系統造粒設備１８を、それぞれ独立して設けておき、上工程の各原料系統（Ａ系統原料槽１９、Ｂ系統原料槽２０）から所定配合の原料を秤量して、下工程に、別々に配備されているＡ系統の造粒機２１及び、Ｂ系統の造粒機２２（例えば、ドラムミキサやパンペレタイザ）に供給し、その各造粒機２１，２２にて、造粒物Ａ及び造粒物Ｂを造粒する。
図１５に示すように、焼結工場１６において、造粒物Ａを造粒するＡ系統造粒設備１７と、造粒物Ｂを造粒するＢ系統造粒設備１８を、それぞれ独立して設けておき、上工程の各原料系統（Ａ系統原料槽１９、Ｂ系統原料槽２０）から所定配合の原料を秤量して、下工程に、別々に配備されているＡ系統の造粒機２１及び、Ｂ系統の造粒機２２（例えば、ドラムミキサやパンペレタイザ）に供給し、その各造粒機２１，２２にて、造粒物Ａ及び造粒物Ｂを造粒する。
その後の搬送過程で、ベルトコンベア２３にて搬送されている造粒物Ａの上に、造粒物Ｂを合流させて、ベルトコンベア２３の乗継部で、造粒物Ａと造粒物Ｂを混合して、焼結機２４の給鉱ホッパ２５へ供給する。
なお、これら造粒設備及び、造粒物Ａと造粒物Ｂの混合方法については、単なる例示である。つまり、造粒設備の構成及び、造粒物Ａと造粒物Ｂの混合方法に関しては限定されない。
なお、これら造粒設備及び、造粒物Ａと造粒物Ｂの混合方法については、単なる例示である。つまり、造粒設備の構成及び、造粒物Ａと造粒物Ｂの混合方法に関しては限定されない。
ここでの造粒物Ｂとは、造粒物Ａで規定した範囲のうち、一つでも規定を満たさない造粒物のことである。すなわち、造粒物Ｂの組成・成分等に関して、特に規定はしていない。例えば、本実施形態の造粒物Ｂは、転炉スラグを含んでいないものとしているが、細粒転炉スラグを含んでいても構わない。
なお、造粒物Ｂを構成する原料については、最終的な焼結後の成品成分を一定とするために、造粒物Ａと造粒物Ｂの混合比、及び、造粒物Ａの組成に対して、バランスが取れるように考慮して決める。
なお、造粒物Ｂを構成する原料については、最終的な焼結後の成品成分を一定とするために、造粒物Ａと造粒物Ｂの混合比、及び、造粒物Ａの組成に対して、バランスが取れるように考慮して決める。
例えば、本実施例においては、焼結後の成品SiO2が5.4質量％、塩基度CaO/SiO2が2.1となるように、以下のような造粒物Ｂを使用した。
具体的には、造粒物Ｂ用の原料は、鉄鉱石が７０〜９０wt％であり、石灰石が０〜１０wt％であり、ドロマイトが０〜１０wt％であり、残部が０〜３０wt％で、これらの原料に対して外数で粉コークスを１〜４wt％配合した。
具体的には、造粒物Ｂ用の原料は、鉄鉱石が７０〜９０wt％であり、石灰石が０〜１０wt％であり、ドロマイトが０〜１０wt％であり、残部が０〜３０wt％で、これらの原料に対して外数で粉コークスを１〜４wt％配合した。
なおここで、外数での粉コークス配合比とは、鉄鉱石、石灰石、ドロマイトおよび残部を合計したものを１００wt%とし、それに対する粉コークスの比率である。
これら造粒物Ｂ用の原料を、ドラムミキサ２２で混合して造粒し、造粒物Ｂを製造した。
さて、造粒物Ａの付着層３は、液相線温度が低い組成（CaO/Fe2O3）としているため、焼成過程の早い段階から溶融が始まる。
これら造粒物Ｂ用の原料を、ドラムミキサ２２で混合して造粒し、造粒物Ｂを製造した。
さて、造粒物Ａの付着層３は、液相線温度が低い組成（CaO/Fe2O3）としているため、焼成過程の早い段階から溶融が始まる。
そのため、原料充填層中の造粒物Ａの割合が極端に増えると、焼成過程で融液が過剰に生成される。
その結果、図１６中の左側に示すように、造粒物Ａの配合比が80%相当存在することとなると、焼成時に融液が過剰生成した部分では融液が気孔を閉塞してしまい、冷却過程で岩盤状の焼結層を形成する。
その結果、図１６中の左側に示すように、造粒物Ａの配合比が80%相当存在することとなると、焼成時に融液が過剰生成した部分では融液が気孔を閉塞してしまい、冷却過程で岩盤状の焼結層を形成する。
融液が気孔を閉塞した岩盤状の焼結層は、通気抵抗が高いため、吸引ガスは周囲に迂回し、下方へ焼成が進む。
このとき、融液の過剰生成部（岩盤状の焼結層）の直下では、吸引ガスが流通しないため、熱と酸素が供給されず未焼成となり、シンターケーキの強度を低下させることとなり、生産性の低下の原因となる。
このとき、融液の過剰生成部（岩盤状の焼結層）の直下では、吸引ガスが流通しないため、熱と酸素が供給されず未焼成となり、シンターケーキの強度を低下させることとなり、生産性の低下の原因となる。
一方で、図１６中の右側に示すように、造粒物Ａの割合が不足している場合は、融液の発生場所が極端に点在化してしまうため、造粒物Ａの周辺は強度の高い焼結部となるが、その周囲に相対的に脆弱な領域（焼結部）を発生させてしまう。
以上の結果より、シンターケーキ全体としての強度が低下する。
また、中粒の転炉スラグ５を含む造粒物Ａの配合比を下げることは、当然の如く、転炉スラグ５のリサイクル量の低下を指し示すこととなるので、焼結原料全体に対する造粒物Ａの配合比は高い方が好ましい。
以上の結果より、シンターケーキ全体としての強度が低下する。
また、中粒の転炉スラグ５を含む造粒物Ａの配合比を下げることは、当然の如く、転炉スラグ５のリサイクル量の低下を指し示すこととなるので、焼結原料全体に対する造粒物Ａの配合比は高い方が好ましい。
以上の研究により、焼結原料全体に対する造粒物Ａの配合比（造粒物Ａの混合割合）に関し、適正な範囲が存在することを知見した。
そこで、先述した鍋試験装置（角型焼結鍋９）とほぼ同様の構造を有する、丸型焼結鍋２６を用いて、造粒物Ａの配合比における焼成への影響を調査した。
その丸型焼結鍋２６を用いた焼結鍋試験の実施条件を以下に示す。
そこで、先述した鍋試験装置（角型焼結鍋９）とほぼ同様の構造を有する、丸型焼結鍋２６を用いて、造粒物Ａの配合比における焼成への影響を調査した。
その丸型焼結鍋２６を用いた焼結鍋試験の実施条件を以下に示す。
図２６Ｂに示すように、試験装置として、丸型の焼結鍋２６（φ130mm）を用いた。
鉱石層の厚さは、350mmとした。原料装入量は、8kgとした。焼成条件としては、大気吸引（点火時＝-1.0kPa,焼成時＝-1.0kPa）とした。点火時間は、90secとした。焼成時間は、点火から排ガス中CO2濃度が0.2%以下となるまでの時間とした。
焼成速度は、「原料層厚(mm)/焼成時間(min）」で求めた。なお、焼結速度は、焼結鍋試験で点火から焼成完了するまでの、粉コークスの燃焼が伝播する平均速度である。
鉱石層の厚さは、350mmとした。原料装入量は、8kgとした。焼成条件としては、大気吸引（点火時＝-1.0kPa,焼成時＝-1.0kPa）とした。点火時間は、90secとした。焼成時間は、点火から排ガス中CO2濃度が0.2%以下となるまでの時間とした。
焼成速度は、「原料層厚(mm)/焼成時間(min）」で求めた。なお、焼結速度は、焼結鍋試験で点火から焼成完了するまでの、粉コークスの燃焼が伝播する平均速度である。
生産性は、「{成品重量(kg)/1000(kg/t)}/{焼成時間(min)/(60min/hr)}/鍋の焼成面積(m2)」で求めた。
なお、焼成速度（％）及び生産性（％）の指数化については、下式を用いて行った。
・焼成速度（％）＝実際の焼成速度(mm/min)/ベース条件の焼成速度(mm/min)×100
・生産性（％）＝実際の生産率(t/h/m2)/ベース条件の生産率(t/h/m2)×100
ここで、丸型焼結鍋２６におけるベース条件の生産率/焼成速度は、転炉スラグ５を含まない標準的な原料を使用し、同様の手順で焼結鍋試験を行った結果である生産率1.50t/h/m2、焼成速度32.5mm/minを用いた。
なお、焼成速度（％）及び生産性（％）の指数化については、下式を用いて行った。
・焼成速度（％）＝実際の焼成速度(mm/min)/ベース条件の焼成速度(mm/min)×100
・生産性（％）＝実際の生産率(t/h/m2)/ベース条件の生産率(t/h/m2)×100
ここで、丸型焼結鍋２６におけるベース条件の生産率/焼成速度は、転炉スラグ５を含まない標準的な原料を使用し、同様の手順で焼結鍋試験を行った結果である生産率1.50t/h/m2、焼成速度32.5mm/minを用いた。
丸型の焼結鍋２６を用いた焼結鍋試験の手順を以下に示す。
１）丸型の焼結鍋２６に、まずパレットの保護用床敷きとして、粒子径が10〜20mmの焼結鉱を装入し、その焼結鉱の上に鉄鉱石、石灰石等の副原料、及び、凝結材として粉コークスを疑似粒子化した原料を装入した。なお、配合（混合）条件としては、焼結後の成品SiO2が5.4質量％、塩基度CaO/SiO2が2.1となるよう調整した。
１）丸型の焼結鍋２６に、まずパレットの保護用床敷きとして、粒子径が10〜20mmの焼結鉱を装入し、その焼結鉱の上に鉄鉱石、石灰石等の副原料、及び、凝結材として粉コークスを疑似粒子化した原料を装入した。なお、配合（混合）条件としては、焼結後の成品SiO2が5.4質量％、塩基度CaO/SiO2が2.1となるよう調整した。
２）次いで、風箱２７に接続された排風機２８で、吸引圧＝-1.0kPaの一定条件で、点火バーナーで原料充填層の表面に着火した後、吸引圧＝-1.0kPaの一定条件で、大気吸引して原料充填層中の粉コークスを燃焼させた。なお、焼成終了は、排ガス中CO2濃度が0.2%以下に到達した時刻とした。
３）上記の手順で焼成された焼結ケーキを、落下強度試験装置（JIS M8711:1993）を用いて、床敷きを除いた焼成物全量を2mの高さから4回落下させ、粒子径が4mm以上として残留したものを成品とした。
３）上記の手順で焼成された焼結ケーキを、落下強度試験装置（JIS M8711:1993）を用いて、床敷きを除いた焼成物全量を2mの高さから4回落下させ、粒子径が4mm以上として残留したものを成品とした。
４）焼成時間と原料層厚を、下式に代入して焼成速度を求めた。
・焼成速度(mm/min)＝原料層厚(mm)/焼成時間(min)
５）焼成速度と成品重量を、下式に代入して生産性を求めた。
・生産性(t/h/m2)＝{成品重量(kg)/1000(kg/t)}/{焼成時間(min)/(60min/hr)}/鍋の焼成面積(m2)
造粒物Ａについては、本発明の規定範囲である、CaO/Fe2O3=0.16となるように、石灰石と転炉スラグ５を配合した。なお、転炉スラグ５に関しては、40vol%配合した。
・焼成速度(mm/min)＝原料層厚(mm)/焼成時間(min)
５）焼成速度と成品重量を、下式に代入して生産性を求めた。
・生産性(t/h/m2)＝{成品重量(kg)/1000(kg/t)}/{焼成時間(min)/(60min/hr)}/鍋の焼成面積(m2)
造粒物Ａについては、本発明の規定範囲である、CaO/Fe2O3=0.16となるように、石灰石と転炉スラグ５を配合した。なお、転炉スラグ５に関しては、40vol%配合した。
なお、焼結原料全体に対する、造粒物Ａの配合比（混合割合）は、下式で定義される。
・造粒物Ａの配合比(wt%)＝造粒物Ａの配合量(kg)/{造粒物Ａの配合量(kg)＋造粒物Ｂの配合量(kg)}
また、残りの原料を用いた造粒物Ｂ（造粒物Ａと異なる成分・組成の造粒物Ｂ）については、造粒物Ａの配合比に合わせて、石灰石配合量を、成品のCaO/SiO2(塩基度、C/S)が一定となるように調整した。
・造粒物Ａの配合比(wt%)＝造粒物Ａの配合量(kg)/{造粒物Ａの配合量(kg)＋造粒物Ｂの配合量(kg)}
また、残りの原料を用いた造粒物Ｂ（造粒物Ａと異なる成分・組成の造粒物Ｂ）については、造粒物Ａの配合比に合わせて、石灰石配合量を、成品のCaO/SiO2(塩基度、C/S)が一定となるように調整した。
また、熱源である粉コークスについては、石灰石・ドロマイト・鉱石中の結晶水の分解熱を考慮し、有効発熱量が造粒物Ａと造粒物Ｂで等しくなるように配合した。
有効発熱量は、熱源である粉コークスの燃焼熱から、石灰石・ドロマイトに含まれるCaCO3及びMgCO3、鉱石中の結晶水の分解熱を差し引いた熱量のことを指し示し、下式で定義される。
有効発熱量は、熱源である粉コークスの燃焼熱から、石灰石・ドロマイトに含まれるCaCO3及びMgCO3、鉱石中の結晶水の分解熱を差し引いた熱量のことを指し示し、下式で定義される。
・造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)＝{粉コークス燃焼熱(kJ/g)×粉コークス配合量(g)−石灰石分解熱(kJ/g)×石灰石配合量(g)−ドロマイト分解熱(kJ/g)×ドロマイト配合量(g)−結晶水分解熱(kJ/g)×結晶水配合量(g)}÷造粒物Ａ原料(g)
・造粒物Ｂ側の有効発熱量(kJ/g)＝{粉コークス燃焼熱(kJ/g)×粉コークス配合量(g)−石灰石分解熱(kJ/g)×石灰石配合量(g)−ドロマイト分解熱(kJ/g)×ドロマイト配合量(g)−結晶水分解熱(kJ/g)×結晶水配合量(g)}÷造粒物Ｂ原料(g)
各熱量の計算においては、次の値を使用した。
・造粒物Ｂ側の有効発熱量(kJ/g)＝{粉コークス燃焼熱(kJ/g)×粉コークス配合量(g)−石灰石分解熱(kJ/g)×石灰石配合量(g)−ドロマイト分解熱(kJ/g)×ドロマイト配合量(g)−結晶水分解熱(kJ/g)×結晶水配合量(g)}÷造粒物Ｂ原料(g)
各熱量の計算においては、次の値を使用した。
・粉コークス燃焼熱＝29.9kJ/g
・石灰石分解熱＝1.8kJ/g
・ドロマイト分解熱＝1.6kJ/g
・結晶水分解熱＝2.8kJ/g
なお、これらの値ついては、示唆熱分析計での測定値を使用した。
・石灰石分解熱＝1.8kJ/g
・ドロマイト分解熱＝1.6kJ/g
・結晶水分解熱＝2.8kJ/g
なお、これらの値ついては、示唆熱分析計での測定値を使用した。
図１７Ａに示すように、上記した造粒物Ａと造粒物Ｂを、各ドラムミキサ２１，２２を用いてそれぞれ造粒し、造粒物Ａが所定の配合比となるように、実機と同等の混合を行い、焼成試験に供した。
図１８に、造粒物Ａの配合比における焼成時間への影響を示す。
なお、図１８〜図２０中の■印は、転炉スラグ５を含まない条件において、付着層３中のCaO/Fe2O3が、本発明の規定範囲を逸脱した比較例である。この造粒物Ａは本発明の要件を満たしていないが、便宜的に配合比を50wt%とした。
図１８に、造粒物Ａの配合比における焼成時間への影響を示す。
なお、図１８〜図２０中の■印は、転炉スラグ５を含まない条件において、付着層３中のCaO/Fe2O3が、本発明の規定範囲を逸脱した比較例である。この造粒物Ａは本発明の要件を満たしていないが、便宜的に配合比を50wt%とした。
この例は、表１の実施例、及び、表２の比較例（番号１〜２５）において、総合評価の閾値（角型焼結鍋：焼成速度24.5mm/min）を設定したときの造粒物Ａの配合比と、同一のものである。
また今回の試験において、試験装置を角型焼結鍋９から丸型焼結鍋２６に変更したため、絶対値は異なる（丸型焼結鍋：焼成速度32.5mm/min）が、焼結原料の変化が及ぼす相対的な関係には差異はない。
また今回の試験において、試験装置を角型焼結鍋９から丸型焼結鍋２６に変更したため、絶対値は異なる（丸型焼結鍋：焼成速度32.5mm/min）が、焼結原料の変化が及ぼす相対的な関係には差異はない。
図１８中の◆印で示すように、本発明の規定範囲を満たす造粒物Ａを配合しても、転炉スラグを含まない条件（図１８中の■印）に対して、焼成速度の低下は認められなく良好である。
図１９に、造粒物Ａの配合比における回転強度への影響を示す。
なおここでの回転強度は、先述したＩ型タンブラー試験装置を使用して測定した。
図１９に、造粒物Ａの配合比における回転強度への影響を示す。
なおここでの回転強度は、先述したＩ型タンブラー試験装置を使用して測定した。
図１９中の◆印で示すように、造粒物Ａの配合比が20〜70wt%の範囲においては、比較例（図１９中の■印）に対して、回転強度が高く良好である。
しかしながら、造粒物Ａの配合比が70wt%を超えるような、極端に造粒物Ａの配合比が多い場合、回転強度が低下することとなる。これは先に述べたとおり、図１６に示すような現象が生じ、未焼成部が増加して、その未焼成部において強度低下が起きてしまっていることといえる。
しかしながら、造粒物Ａの配合比が70wt%を超えるような、極端に造粒物Ａの配合比が多い場合、回転強度が低下することとなる。これは先に述べたとおり、図１６に示すような現象が生じ、未焼成部が増加して、その未焼成部において強度低下が起きてしまっていることといえる。
図２０に、造粒物Ａの配合比における生産性への影響を示す。
図２０に示すように、生産性は、造粒物Ａの配合比が20〜70wt%の範囲において、比較例（図２０中の■印）より大きく向上しており、良好である。しかしながら、造粒物Ａの配合比が70%を超過すると、大幅に生産性が低下してしまうこととなる（指数値で100%を下回る）。
図２０に示すように、生産性は、造粒物Ａの配合比が20〜70wt%の範囲において、比較例（図２０中の■印）より大きく向上しており、良好である。しかしながら、造粒物Ａの配合比が70%を超過すると、大幅に生産性が低下してしまうこととなる（指数値で100%を下回る）。
なおこのとき、図示はしないが、造粒物Ａの配合比が20wt%以下では、転炉スラグ５を含む造粒物Ａが存在しない原料配合（ベース条件）に近づくため、自ずと図２０中の■印で示した、比較例の結果に漸近するものと考えられる。
したがって、生産性の悪化させること無く、上で規定した造粒物Ａを使用するためには、焼結原料全体に対して0〜70wt%の範囲で、配合（混合）する必要がある。
したがって、生産性の悪化させること無く、上で規定した造粒物Ａを使用するためには、焼結原料全体に対して0〜70wt%の範囲で、配合（混合）する必要がある。
そのため、本発明では、造粒物Ａと、造粒物Ａとは異なる焼結原料用の造粒物Ｂとを混合して、焼結鉱の製造する際に、造粒物Ａの割合が、造粒物Ａと造粒物Ｂとの合計に対して、0より大きく70wt%以下となるように混合することとしている。これにより、焼成速度、回転強度、生産性ともに、良好な結果が得られる。
ところで、表１、表２における焼結鍋試験の焼成結果の評価は、先に述べた転炉スラグ５を含まない、一般的な焼結原料用の造粒物Ａを使用して焼結鉱を製造した際における焼成速度、及び、生産性を閾値として評価した。
ところで、表１、表２における焼結鍋試験の焼成結果の評価は、先に述べた転炉スラグ５を含まない、一般的な焼結原料用の造粒物Ａを使用して焼結鉱を製造した際における焼成速度、及び、生産性を閾値として評価した。
また、生産性及び焼成速度については、試験装置ごとに、転炉スラグ５を含まない条件（ベース条件）により指数化して、実施例と比較例との対比を行った。
なお、生産性（％）及び焼成速度（％）の指数化については、下式を用いて行った。
・生産性（％）＝実際の生産率(t/h/m2)/ベース条件の生産率(t/h/m2)×100
・焼成速度（％）＝実際の焼成速度(mm/min)/ベース条件の焼成速度(mm/min)×100
例えば、表１の実施例２７においては、
・生産性（％）＝1.59(t/h/m2)/1.50(t/h/m2)×100＝106（％）
・焼成速度（％）＝34.1(mm/min)/32.5(mm/min)×100＝105（％）
である。
なお、生産性（％）及び焼成速度（％）の指数化については、下式を用いて行った。
・生産性（％）＝実際の生産率(t/h/m2)/ベース条件の生産率(t/h/m2)×100
・焼成速度（％）＝実際の焼成速度(mm/min)/ベース条件の焼成速度(mm/min)×100
例えば、表１の実施例２７においては、
・生産性（％）＝1.59(t/h/m2)/1.50(t/h/m2)×100＝106（％）
・焼成速度（％）＝34.1(mm/min)/32.5(mm/min)×100＝105（％）
である。
また、表１の実施例２９においては、
・生産性（％）＝1.66(t/h/m2)/1.50(t/h/m2)×100＝110（％）
・焼成速度（％）＝33.7(mm/min)/32.5(mm/min)×100＝104（％）
である。
すなわち、焼成速度が32.5mm/min以上（指数値でいえば、100%以上）、生産性が1.50t/h/m2以上（指数値でいえば、100%以上）となる造粒物Ａの使用方法を、焼成速度及び生産性の悪化が無く、且つ転炉スラグ５の焼成鉱への歩留まりを高めることが可能な条件と定義した。
・生産性（％）＝1.66(t/h/m2)/1.50(t/h/m2)×100＝110（％）
・焼成速度（％）＝33.7(mm/min)/32.5(mm/min)×100＝104（％）
である。
すなわち、焼成速度が32.5mm/min以上（指数値でいえば、100%以上）、生産性が1.50t/h/m2以上（指数値でいえば、100%以上）となる造粒物Ａの使用方法を、焼成速度及び生産性の悪化が無く、且つ転炉スラグ５の焼成鉱への歩留まりを高めることが可能な条件と定義した。
ところで、表１の実施例（番号２７〜３２）、表２の比較例（番号２６）は、造粒物Ａの配合比（混合割合）を変えたものを用意し、それらに対して焼結鍋試験を実施した結果である。
表１の実施例２７〜３２に示すように、造粒物Ａの配合比が本発明で規定した範囲内であれば、焼成速度及び生産性を悪化させることなく、造粒物Ａを使用することができた。
表１の実施例２７〜３２に示すように、造粒物Ａの配合比が本発明で規定した範囲内であれば、焼成速度及び生産性を悪化させることなく、造粒物Ａを使用することができた。
しかしながら、表２の比較例２６に示すように、造粒物Ａの配合量が多すぎる（本発明で規定した範囲を１つでも満たさない）と、融液の過剰生成により焼成速度が低下してしまい、生産性の低下を招くこととなる（指数値で100%を下回る）。
したがって、造粒物Ａを使用する場合、本発明で規定した範囲で使用する必要がある。また当然ながら、造粒物Ａの配合比は、転炉スラグ５のリサイクル量を高めることができるので、可能な限り、多くすることが望ましい。
したがって、造粒物Ａを使用する場合、本発明で規定した範囲で使用する必要がある。また当然ながら、造粒物Ａの配合比は、転炉スラグ５のリサイクル量を高めることができるので、可能な限り、多くすることが望ましい。
上記したように、本発明で規定した適正な範囲の造粒物Ａ（擬似粒子）の配合比で、焼結鉱を製造することで、焼結鉱において、転炉スラグ５の歩留を向上させる効果が期待できる。
さらには、本発明においては、造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率が、所定以上になるように、粉コークスを配合するとよい。
さらには、本発明においては、造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率が、所定以上になるように、粉コークスを配合するとよい。
この造粒物Ａは、難溶融性の転炉スラグ５を付着層３内に配置し、付着層３を構成する母材４のCaO/Fe2O3を向上させることで、転炉スラグ５の溶融同化を図ったものである。
なおこのとき、転炉スラグ５を含む造粒物Ａの焼成温度を、局所的に向上させることができれば、さらに溶融同化を促進し、生産性を高めることが可能である。
また通常、熱源となる粉コークスは、造粒物の配合に合わせた必要な熱量に応じて、有効発熱量を一定に保つ役割を有している。
なおこのとき、転炉スラグ５を含む造粒物Ａの焼成温度を、局所的に向上させることができれば、さらに溶融同化を促進し、生産性を高めることが可能である。
また通常、熱源となる粉コークスは、造粒物の配合に合わせた必要な熱量に応じて、有効発熱量を一定に保つ役割を有している。
ところで、造粒物Ａ、造粒物Ｂを別々に造粒する、分割造粒に際しては、転炉スラグ５の外周囲の焼成温度を高めるために、造粒物Ａ側に、熱源である粉コークスを多く配合（傾斜配合）し、造粒物Ａの付着層３内で転炉スラグ５と粉コークスを近接配置することが有効であると考えた。
そこで、分割造粒時に粉コークスを、造粒物Ａ側へ傾斜配合した焼結原料を作成し、先述したφ130mmの丸型焼結鍋２６（試験装置）を用いて、焼成挙動を調査した。
そこで、分割造粒時に粉コークスを、造粒物Ａ側へ傾斜配合した焼結原料を作成し、先述したφ130mmの丸型焼結鍋２６（試験装置）を用いて、焼成挙動を調査した。
この造粒物Ａについては、本発明の規定範囲である、CaO/Fe2O3=0.16となるように、石灰石及び転炉スラグ５を配合した。なお、転炉スラグ５に関しては、40vol%配合した。
また、残りの原料を用いた造粒物Ｂ（造粒物Ａとは異なる成分・組成の造粒物Ｂ）については、造粒物Ａの配合比に合わせて、石灰石配合量を、成品のCaO/SiO2(塩基度、C/S)が一定となるように調整した。
また、残りの原料を用いた造粒物Ｂ（造粒物Ａとは異なる成分・組成の造粒物Ｂ）については、造粒物Ａの配合比に合わせて、石灰石配合量を、成品のCaO/SiO2(塩基度、C/S)が一定となるように調整した。
なお、上で述べた実施例（造粒物Ａ側への混合割合を、0より大きく70wt%以下にして焼結鉱を製造する方法）においては、造粒物Ａと造粒物Ｂの有効発熱量を等しくするため、造粒物Ａ側への石灰石・ドロマイト・鉱石中の結晶水の分解熱を考慮した有効発熱量の分配率を50%としていた。
しかし、図２１に示すように、以下に説明する実施例においては、熱源である粉コークス全体の配合量を変更せずに、造粒物Ａ側に傾斜配合し、造粒物Ａ側の有効発熱量を高めるようにした。
しかし、図２１に示すように、以下に説明する実施例においては、熱源である粉コークス全体の配合量を変更せずに、造粒物Ａ側に傾斜配合し、造粒物Ａ側の有効発熱量を高めるようにした。
有効発熱量は、熱源である粉コークスの燃焼熱から、石灰石・ドロマイトに含まれるCaCO3及びMgCO3、鉱石中の結晶水の分解熱を差し引いた熱量のことを指し示し、下式で定義される。
・造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)＝{粉コークス燃焼熱(kJ/g)×粉コークス配合量(g)−石灰石分解熱(kJ/g)×石灰石配合量(g)−ドロマイト分解熱(kJ/g)×ドロマイト配合量(g)−結晶水分解熱(kJ/g)×結晶水配合量(g)}÷造粒物Ａ原料(g)
・造粒物Ｂ側の有効発熱量(kJ/g)＝{粉コークス燃焼熱(kJ/g)×粉コークス配合量(g)−石灰石分解熱(kJ/g)×石灰石配合量(g)−ドロマイト分解熱(kJ/g)×ドロマイト配合量(g)−結晶水分解熱(kJ/g)×結晶水配合量(g)}÷造粒物Ｂ原料(g)
各熱量の計算においては、次の値を使用した。
・造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)＝{粉コークス燃焼熱(kJ/g)×粉コークス配合量(g)−石灰石分解熱(kJ/g)×石灰石配合量(g)−ドロマイト分解熱(kJ/g)×ドロマイト配合量(g)−結晶水分解熱(kJ/g)×結晶水配合量(g)}÷造粒物Ａ原料(g)
・造粒物Ｂ側の有効発熱量(kJ/g)＝{粉コークス燃焼熱(kJ/g)×粉コークス配合量(g)−石灰石分解熱(kJ/g)×石灰石配合量(g)−ドロマイト分解熱(kJ/g)×ドロマイト配合量(g)−結晶水分解熱(kJ/g)×結晶水配合量(g)}÷造粒物Ｂ原料(g)
各熱量の計算においては、次の値を使用した。
・粉コークス燃焼熱＝29.9kJ/g
・石灰石分解熱＝1.8kJ/g
・ドロマイト分解熱＝1.6kJ/g
・結晶水分解熱＝2.8kJ/g
なお、これらの値については、示唆熱分析計での測定値を使用した。
・石灰石分解熱＝1.8kJ/g
・ドロマイト分解熱＝1.6kJ/g
・結晶水分解熱＝2.8kJ/g
なお、これらの値については、示唆熱分析計での測定値を使用した。
図１７Ｂに示すように、上記の造粒物Ａと造粒物Ｂを、各ドラムミキサ２１，２２を用いてそれぞれ造粒し、造粒物Ａの配合比を50%に固定して、実機と同等の混合を行い、焼成試験に供した。
さらに、本発明において、より優れた作用効果を示すため、上で述べた実施例（造粒物Ａの混合割合を0より大きく70wt%以下にして焼結鉱を製造する方法）において、最大の生産性を示したものを、表４の実施例２９（図２２、図２３中の◇印）に示し、造粒物Ａにおける有効発熱量の分配率を規定する際の閾値とした。なお、表４は、それぞれ一続きのものであり、見やすくするため、分割して上下に配置している。
さらに、本発明において、より優れた作用効果を示すため、上で述べた実施例（造粒物Ａの混合割合を0より大きく70wt%以下にして焼結鉱を製造する方法）において、最大の生産性を示したものを、表４の実施例２９（図２２、図２３中の◇印）に示し、造粒物Ａにおける有効発熱量の分配率を規定する際の閾値とした。なお、表４は、それぞれ一続きのものであり、見やすくするため、分割して上下に配置している。
図２２に、粉コークス分配率における生産性への影響を示す。
図２３に、粉コークス分配率における焼成速度への影響を示す。
なお、図２２、図２３中■印は、転炉スラグ５を含まない条件において、付着層３中のCaO/Fe2O3が、本発明の規定範囲を逸脱した比較例である。この造粒物Ａは、本発明の要件を満たしていないが、便宜的に配合比を50wt%とした。
図２３に、粉コークス分配率における焼成速度への影響を示す。
なお、図２２、図２３中■印は、転炉スラグ５を含まない条件において、付着層３中のCaO/Fe2O3が、本発明の規定範囲を逸脱した比較例である。この造粒物Ａは、本発明の要件を満たしていないが、便宜的に配合比を50wt%とした。
図２２中の◆印で示すように、造粒物Ａ側へ粉コークスを傾斜配合して、有効発熱量の分配率を高めると、生産性が向上した。また、図２３中の◆印で示すように、生産性の向上は、焼成速度の向上により得られる。
一方で、造粒物Ｂ側へ粉コークスを傾斜配合して、造粒物Ａ側の有効発熱量の分配率を低くすると、焼成速度が低下してしまい、生産性が悪化することとなる。これは、付着層中に取り込まれた転炉スラグ近傍の粉コークス量が減少することによる、焼成時の局所的な温度低下により、転炉スラグの溶融性が悪化したためと考えられる。
一方で、造粒物Ｂ側へ粉コークスを傾斜配合して、造粒物Ａ側の有効発熱量の分配率を低くすると、焼成速度が低下してしまい、生産性が悪化することとなる。これは、付着層中に取り込まれた転炉スラグ近傍の粉コークス量が減少することによる、焼成時の局所的な温度低下により、転炉スラグの溶融性が悪化したためと考えられる。
したがって、有効発熱量の50%以上を造粒物Ａ側へ分配することが、造粒物Ａを使用する際に、生産性を向上させるのに有効である。
以上より、本発明においては、造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率が、50%以上となるように粉コークスを配合することとしている。
なお、造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率は、「造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率(%)＝造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)／｛造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)＋造粒物Ｂ側の有効発熱量(kJ/g)｝×100」で算出される。
以上より、本発明においては、造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率が、50%以上となるように粉コークスを配合することとしている。
なお、造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率は、「造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率(%)＝造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)／｛造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)＋造粒物Ｂ側の有効発熱量(kJ/g)｝×100」で算出される。
ところで、以下に示す焼結鍋試験の焼成結果の評価は、先に述べた最も生産性の高い条件であった、表４の実施例２９を閾値として評価した。
また、生産性及び焼成速度については、試験装置ごとに、転炉スラグ５を含まない条件（ベース条件）により指数化して、実施例と比較例との対比を行った。
なお、生産性（％）及び焼成速度（％）の指数化については、下式を用いて行った。
また、生産性及び焼成速度については、試験装置ごとに、転炉スラグ５を含まない条件（ベース条件）により指数化して、実施例と比較例との対比を行った。
なお、生産性（％）及び焼成速度（％）の指数化については、下式を用いて行った。
・生産性（％）＝実際の生産率(t/h/m2)/ベース条件の生産率(t/h/m2)×100
・焼成速度（％）＝実際の焼成速度(mm/min)/ベース条件の焼成速度(mm/min)×100
例えば、表４の実施例３４においては、
・生産性（％）＝1.70(t/h/m2)/1.50(t/h/m2)×100＝113（％）
・焼成速度（％）＝36.0(mm/min)/32.5(mm/min)×100＝111（％）
である。
・焼成速度（％）＝実際の焼成速度(mm/min)/ベース条件の焼成速度(mm/min)×100
例えば、表４の実施例３４においては、
・生産性（％）＝1.70(t/h/m2)/1.50(t/h/m2)×100＝113（％）
・焼成速度（％）＝36.0(mm/min)/32.5(mm/min)×100＝111（％）
である。
すなわち、焼成速度33.7mm/min以上（指数値でいえば、103.7%以上）、生産性1.66t/h/m2以上（指数値でいえば、110.3%以上）となる有効発熱量の分配率を、転炉スラグ５の焼成鉱への歩留まりを高め、さらに生産性の向上効果を得られる条件と定義した。
表４の実施例（番号３４，３５）及び、比較例（番号３３）は、造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率を変えたものを用意し、それらに対して焼結鍋試験を実施した結果である。
表４の実施例（番号３４，３５）及び、比較例（番号３３）は、造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率を変えたものを用意し、それらに対して焼結鍋試験を実施した結果である。
以上述べたように、造粒物Ａ側の有効発熱量が大きくなるように、熱源である粉コークスを傾斜配合することで、焼結原料全体に対して、造粒物Ａを50wt%使用しながら、焼成速度及び生産性を高めることができた。
上記のように、熱源である粉コークスを、造粒物Ａ側へ傾斜配合して、造粒物Ａと造粒物Ｂとを混合して焼結鉱を製造することにより、転炉スラグ５の焼結鉱への歩留を高めつつ、さらに焼成速度の向上を図ることが可能となる。
上記のように、熱源である粉コークスを、造粒物Ａ側へ傾斜配合して、造粒物Ａと造粒物Ｂとを混合して焼結鉱を製造することにより、転炉スラグ５の焼結鉱への歩留を高めつつ、さらに焼成速度の向上を図ることが可能となる。
以上、詳細に述べたように、焼結プロセス(焼結工場) において、製鉄プロセスで発生する転炉スラグ５を使用するのに際し、溶融同化しにくい中粒の転炉スラグ５を付着層３内に、上で詳細に述べたように配置された造粒物Ａを用いることで、付着層３内の母材４より生成した融液で、転炉スラグ５を包み込んで同化を促進し、焼成速度の低下を抑制(生産性低下を回避)し且つ、多配合時における焼結成品（成品）への転炉スラグ歩留を向上させることが可能となる。
また、２つの造粒物を混合して焼結鉱を製造するに際しては、本発明で規定した擬似粒子で構成される造粒物Ａと、残りの原料を用いて造粒された造粒物Ｂ（造粒物Ａと異なるもの）を合わせて使用することで、生産性を悪化させることなく、造粒物Ａによる作用効果を取り込むことが可能となる。
さらに合わせて、熱源である粉コークスを造粒物Ａ側へ傾斜配合して、有効発熱量の分配率を高めるようにすることで、さらなる生産性の向上効果が期待できる。
さらに合わせて、熱源である粉コークスを造粒物Ａ側へ傾斜配合して、有効発熱量の分配率を高めるようにすることで、さらなる生産性の向上効果が期待できる。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
Ａ 造粒物（擬似粒子）
２ 核粒子
３ 付着層
４ 母材
５ 転炉スラグ
６ 電気炉
７ 昇降装置
８ カゴ
９ 焼結鍋（角型）
１０ 風箱
１１ 排風機
１２ 落下抵抗測定装置
１３ 回転強度測定装置
１４ 筒状シリンダ
１５ 回転機
１６ 焼結工場
１７ Ａ系統造粒設備
１８ Ｂ系統造粒設備
１９ 原料系統Ａ（Ａ系統の原料槽）
２０ 原料系統Ｂ（Ｂ系統の原料槽）
２１ 造粒機（ドラムミキサ）Ａ
２２ 造粒機（ドラムミキサ）Ｂ
２３ ベルトコンベア
２４ 給鉱ホッパ
２５ 焼結機
２６ 焼結鍋（丸型）
２７ 風箱
２８ 排風機
２ 核粒子
３ 付着層
４ 母材
５ 転炉スラグ
６ 電気炉
７ 昇降装置
８ カゴ
９ 焼結鍋（角型）
１０ 風箱
１１ 排風機
１２ 落下抵抗測定装置
１３ 回転強度測定装置
１４ 筒状シリンダ
１５ 回転機
１６ 焼結工場
１７ Ａ系統造粒設備
１８ Ｂ系統造粒設備
１９ 原料系統Ａ（Ａ系統の原料槽）
２０ 原料系統Ｂ（Ｂ系統の原料槽）
２１ 造粒機（ドラムミキサ）Ａ
２２ 造粒機（ドラムミキサ）Ｂ
２３ ベルトコンベア
２４ 給鉱ホッパ
２５ 焼結機
２６ 焼結鍋（丸型）
２７ 風箱
２８ 排風機
Claims (2)
- 粒径の最大長さが1.0mmを超える核粒子を有し、
前記核粒子の外周囲には、母材と転炉スラグからなる付着層が形成されていて、
前記母材が、鉄鉱石、スケール、製鉄所内で発生するダスト、石灰石及び／又は消石灰、硅石、ドロマイト、粉コークスのうち、少なくとも１種類以上含み、且つ粒径の最大長さが500μm以下の粒子で構成されている焼結原料用の造粒物を用いて、焼結鉱を製造する方法において、
前記付着層全体の最大厚みは、1.0mm以上3.5mm以下とされており、
前記母材の平均成分におけるFe2O3とCaOとの重量比である［CaO(wt%)/Fe2O3(wt%)］が、0.15以上0.49以下とされており、
前記転炉スラグは、粒径の最大長さが1.0mm以下であり、且つ、当該転炉スラグ全体に対して、粒径が0.5mm以上の割合が50wt%以上とされており、
前記付着層全体における前記転炉スラグの体積率が、0より大きく40vol%以下となるように、前記付着層内に当該転炉スラグが配置されている焼結原料用の造粒物Ａを造粒し、
前記造粒物Ａと、前記造粒物Ａとは異なる焼結原料用の造粒物Ｂとを混合して、前記焼結鉱の製造する際に、前記造粒物Ａの割合が、前記造粒物Ａと前記造粒物Ｂとの合計に対して、0より大きく70wt%以下となるように混合する
ことを特徴とする焼結鉱の製造方法。 - 前記造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率が、50%以上となるように粉コークスを配合することを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
なお、造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率は、「造粒物Ａ側への有効発熱量の分配率(%)＝造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)／｛造粒物Ａ側の有効発熱量(kJ/g)＋造粒物Ｂ側の有効発熱量(kJ/g)｝×100」で算出される。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2016206057A JP2018066046A (ja) | 2016-10-20 | 2016-10-20 | 焼結鉱の製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2016206057A JP2018066046A (ja) | 2016-10-20 | 2016-10-20 | 焼結鉱の製造方法 |
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| JP2018066046A true JP2018066046A (ja) | 2018-04-26 |
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| JP (1) | JP2018066046A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115101144A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-23 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种基于液相组分优化的烧结配矿方法 |
-
2016
- 2016-10-20 JP JP2016206057A patent/JP2018066046A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115101144A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-23 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种基于液相组分优化的烧结配矿方法 |
| CN115101144B (zh) * | 2022-06-28 | 2024-03-08 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种基于液相组分优化的烧结配矿方法 |
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