JP3144886B2 - ライムケーキを使用した高炉原料としての焼結鉱またはペレット鉱の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はライムケーキを使用した
高炉原料としての焼結鉱またはペレット鉱の製造法に係
り、詳しくは、高炉で銑鉄に溶製する粉鉱石を予め焼結
鉱やペレット鉱に製造する場合に使用される石灰石の代
わりに、製糖工場から産業廃棄物として排出されるライ
ムケーキを利用することができるようにした高炉原料の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼製品は、大きく分けて鉄鉱石から銑
鉄を溶製する製銑工程、溶銑またはスクラップなどから
鋼鉄を溶製する製鋼工程、鋼片から製品を生産する圧延
工程や表面処理工程を経て製造される。製銑設備には、
銑鉄を溶製する高炉、高炉に装入する原料の焼結鉱を製
造する焼結機、還元用コークスを生成するコークス炉、
さらには、配合・粉砕などのための原料処理装置が設け
られる。焼結機は、粉鉱石に他の原料を配合して混ぜた
ものを焼結する装置であり、コークス炉は、種々な石炭
を配合して高温で乾留しコークスを製造するものであ
る。そして、高炉へは、鉄鉱石，焼結鉱，石灰石，コー
クスなどが装入され、鉱石とコークスが層状をなす状態
で、コークスの燃焼によって生じるＣＯガスにより鉄鉱
石が還元され、銑鉄を溶製するようになっている。とこ
ろで、製銑原料は経済的に溶銑を生成することができる
ものでなければならない。そのため、良質の鉄鉱石であ
ることが好ましいが、一般的には、鉄鉱石は種々の不純
物を伴っている。しかも、最近では、鉄鋼生産量の増大
につれて良質鉱の入手が困難となってきている。しか
し、溶鉱炉に使用するに際して何等かの処理を施して不
純物を分離除去し、物理的および化学的性質を変化させ
て精錬しやすくするための事前処理を施せば、低品位鉱
であっても製鉄原料として使用することができる。一
方、高炉に装入される鉄鉱石に粉状のものが多いと炉内
の通風性が阻害されかつ不均一な分布を呈する。甚だし
い場合には、ブリッジやスリップなどを起こし、操業に
支障をきたす。そこで、通風を害しない範囲で鉄鉱石を
可及的に細粒化し、被還元性をよくして間接還元率の向
上を図るように配慮する必要がある。すなわち、粒度を
適度に小さくすれば表面積は大きくなり、間接還元を受
けやすくすることができる。

【０００３】鉱山から採掘された鉄鉱石は、山元におい
て一般的には２００ｍｍないし２５０ｍｍ程度に破砕さ
れるが、大塊から微粉に至る種々のサイズが混入したま
ま製鉄所に送られてくる。これを高炉原料とするには、
適当な大きさに破砕しまた粉鉱に篩分け、必要に応じて
塊状化して使用に最も都合のよい状態としなければなら
ない。鉄鉱石は、破砕して１０ｍｍないし５０ｍｍに整
粒されたものが直接高炉へ装入される一方、１０ｍｍ以
下の粉鉱は焼結原料とされるのが一般的である。焼結鉱
は焼結過程で原料中の硫黄分などの有害成分を除去する
ことができるので、高炉装入原料としては極めて優れた
ものであるが、その焼結法として粉鉱塊状化法が広く採
用されている。焼結鉱は、採掘した鉄鉱石を破砕，篩分
けする工程で発生する粉鉱や、工場で発生する煙塵，ス
ケール粉，硫酸滓などの含鉄粉体の塊状化と、脱硫焙焼
を行うことが当初の目的であった。ところが、高炉の能
率向上を目的とした高炉装入物の整粒処理は製鉄所内で
多量の粉鉱発生をきたし、その処理と高炉ガスと共に回
収される炭素と鉄分を含むガス灰の処理に寄与させるべ
く発展し、焼成の必要性は一段と高まった。さらに、原
料の化学的物理的性質を改善して高炉の生産性を高め、
燃料消費量の低下を図る面から、装入原料の予備処理が
必要となったことも、発展をおおいに促進させる一因で
あった。

【０００４】さらに、焼結鉱の評価を高めたのは、従前
使用されていた酸性焼結鉱（ＳｉＯ₂ ）に代わる自溶性
焼結鉱の出現である。これは石灰焼結鉱ともいわれ、一
般的には、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ₂ ）が１．２０以上
のものである。これには、高炉に装入する媒溶剤の一部
または全部が焼結工程で添加され、予め焼結鉱中に石灰
石粉（ＣａＯ）が焼き込まれている。この自溶性焼結鉱
は、他の原料に比べて成分と粒度が人為的に調整されて
いること、被還元性に優れていること、高炉内での軟化
溶融特性に優れていることなどの利点が挙げられる。前
述したごとく、鉄鉱石の破砕・篩分けで発生する篩下粉
の増加と、これらの粉鉱石の塊成化処理のために低品位
鉱を利用することにより、粉鉱石の供給量は増大してい
る。これらを焼結する際に、上記したごとく石灰石を添
加すれば鉱石の熱経済性が向上し、併せて高炉操業にお
ける炉況安定に大きく貢献させることができるので、高
炉原料として粉鉱石は不可欠のものとなってきている。
すなわち、焼結原料中に石灰石粉を配合すると難還元性
のフェヤライトが少なくなり、焼結鉱自体の還元性が著
しく向上するからである。以上のような理由から、石灰
焼結鉱の使用割合は毎年増加しているが、その増加に伴
いコークス比が漸次低下するというメリットも生じてい
る。したがって、現在では、粉鉱石を塊成化処理して、
品質的にも優れた焼結鉱の量産を可能とする焼結法が広
く行われるようになり、現在では高級な人工原料の製造
法となっている。

【０００５】その焼結鉱は適度な粒度や強度さらには被
還元性が必要とされ、また、落下強度や耐圧強度の高い
ものであることも望まれる。焼結原料としては、ブレン
ド鉱を主体として、粉鉱石および焼結により除去可能な
硫黄やヒ素を含む褐鉄鉱などの他選鉱粉，硫酸焼鉱，砂
鉄，蛇紋岩，高炉ダスト，平炉滓，コークスや返鉱、そ
れに加工工程で発生すミルスケール，ダライ粉なども加
えて使用される。上述した自溶性焼結鉱の製造において
は、３ｍｍ以下の粉状にした石灰石が焼結原料中に配合
され、その石灰石を５％ないし１２％添加することによ
り、焼結過程で酸化カルシウムと珪砂とが化合して粘性
の低いスラグを形成し、焼結鉱の被還元性が向上する。
また、操業においては、装入層の通気性も向上して生産
量の増加がみられ、比較的粒度の揃った成品が得られ
る。こうした自溶性焼結鉱の製造などのために、粉鉱石
を塊状化する焼結機としては、ドワイトロイド式焼結
機、グリナワルト式焼結機およびＡ．Ｉ．Ｂ式焼結機な
どが挙げられるが、実際に稼働している多くはドワイト
ロイド式である。上記したように、焼結原料の微細化対
策および焼結過程での生産性向上対策の一貫として、焼
結原料中に各種のバインダー（粘結剤）が添加される
が、バインダーとして生石灰粉を使用する方法もある。
この生石灰添加法では、焼結原料中の石灰石の一部を生
石灰粉と代替することにより、焼結微細原料が核粒子の
まわりに付着して擬似粒子化することを利用し、焼結操
業における焼結ペレットの通気性を改善して、生産性の
向上を図ることを目的としている。生石灰の添加量１％
あたり生産性の向上が５％ないし８％も見られ、品質の
面においても強度の向上が確認されているが、排ガス中
のＮＯx 低減にも効果があり、注目されつつある。

【０００６】鉄鋼の増産に伴い富鉱が枯渇する傾向にあ
るので、貧鉱処理法として上記したごとき焼結鉱がおお
いに脚光を浴びているが、塊状化する製団方法として
は、ペレット法や団鉱法も存在する。これらは使用原料
の粒度の違いに基づくものであり、ペレット法は団鉱法
よりも細かいものが適している。ペレットの製造に使用
される原料は非常に細かいものであり、焼結法が８ｍｍ
ないし０．１ｍｍで構成される原料を使用するのとは著
しく異なっている。ペレットの塊成化機構のうち、原料
中に塩基性脈石が存在する場合や石灰石を配合した自溶
性ペレットにおいては、焼結鉱とよく似たスラグやカル
シウムフェライトがバインダーとして機能し、鉱粒を結
合している。ペレット製造の工程は、大別すれば、粉砕
工程，生ペレットを製造する球状化工程，焼成工程の三
つからなる。粉砕工程では、ロッドミルまたはボールミ
ル、あるいはそれらの組み合わせにより、原料が上記し
た極めて小さな粒度に粉砕される。自溶性ペレットを作
る場合はさらに微粉砕した石灰石が添加され、配合原料
を作る。球状化工程では、配合原料に８％ないし１０％
の水を添加し、ボーリングドラムやボーリングディスク
などのペレタイザーで、球状の生ペレットに造粒され
る。なお、生ペレットを焼成工程へ運搬する際に受ける
衝撃などに耐えることができるように、ベントナイト，
石灰などのバインダーが０．５％程度添加される。焼成
工程は生ペレットを焼成する工程であり、１，２００℃
ないし１，３００℃の高温で加熱焼成される。その後に
冷却され、輸送中および高炉における落下衝撃や圧力に
耐えるに十分な強度の成品ペレットとなる。

【０００７】前記した団鉱法は、粉鉱に適量の水分ある
いはバインダーを添加し混和したものを加圧成形し、そ
の後、放置ないし加熱焼成により硬化させる粉鉱の塊状
化方法である。これは小規模な粉鉱塊状化に適してい
る。団鉱法における加圧成形は製団機によって行われる
が、その成形後の処理法の違いにより、成形後に加熱し
ない方法と、成形後に加熱する方法とに分類される。な
お、製団機としては、エンペラ式製団機および圧縮式成
形機などがある。加熱焼成を行わずに団鉱石を硬化させ
る場合には、バインダーが極めて重要となる。バインダ
ーとして、クリンカダスト，ベントナイト，石灰，消石
灰，ポルトランドセメント，塩化カルシウム，塩化マグ
ネシウム，珪砂，水滓粉などが単独あるいは併用され
る。また、ピッチ，糖蜜，松脂，セルローズなどの有機
物質が用いられることもある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上詳細に述べたこと
から分かるように、３０ｍｍないし１５ｍｍに整粒され
た石灰石は高炉に直接装入されるが、それより細かいも
のは、高炉原料としての粉鉱石の種々の事前処理におけ
る焼結鉱やペレット鉱などの製造に用いられ、鉄鉱石中
のバインダーとして不可欠である。そして、石灰石の添
加によって、低融点のスラグを作り、また、脱硫作用も
行わせることができる。この石灰石は炭酸カルシウム
（ＣａＣＯ₃ ）を主成分とする堆積岩であり、主に方解
石からなる岩石として採取される。ところで、石灰石は
わが国に豊富に存在するが、いつまでも安定して供給さ
れるとは限らない。一方、石灰を多量に使用するのは、
製鉄分野のほかに製糖産業がある。とりわけ、ビート糖
を製造する製糖工場では、細断したビート（砂糖大根）
から滲出塔で糖分を滲出汁として取り出し、石灰乳を加
えた後に炭酸ガスと接触させて炭酸飽充させている。す
なわち、ビート糖を製造するとき、抽出工程，清浄工
程，濃縮工程，結晶化工程を経るが、その清浄工程で石
灰石が使用される。滲出塔で滲出された粗糖汁には、色
素，蛋白質，ペクチン質などの不純物がコロイド状に含
まれ、黒灰色の乳濁した溶液となっている。その不純物
は通常濾過することができないため、炭酸石灰清浄法に
よって浄化し、清浄糖汁としている。

【０００９】石灰石は、焼成炉でコークスと共に焼成す
ると生石灰（ＣａＯ）になる。これを消化して石灰乳
（Ｃa(ＯＨ)₂）として石灰処理槽に移した粗糖汁に添加
し、それを炭酸ガス飽充槽に導き、焼成炉で発生した炭
酸ガスを吹き込むと、炭酸石灰（ＣａＣＯ₃ ）が生成さ
れる。この炭酸石灰は吸着性に富んでおり、シックナー
内で粗糖汁に含まれるコロイド状不純物を吸着して凝集
沈澱する。この沈澱物はふわふわして圧縮性が高いため
に濾過が困難であるが、石灰があると濾過が容易とな
り、ライムケーキとして排出される。このように、石灰
石は不純物の吸着剤と濾過助剤として機能するが、その
使用量は、通常のビート１トンあたり約５０Ｋｇ程度で
ある。ビート１トンあたりビート糖が約１４０Ｋｇ製造
されるので、ビート糖を年間５０万トン生産するとすれ
ば石灰石は約１８万トン必要とされる。したがって、製
糖工場から排出されるライムケーキもかなりの量となる
が、一般的にはその利用の途がなく、産業廃棄物として
処分されているのが現状である。このライムケーキは製
糖に消費された石灰の大部分を含んでいるので、それに
着目すれば、製鉄産業で消費できる可能性がある。しか
しながら、製鉄技術に使用される製糖産業品としては、
せいぜい上述した団鉱法における有機物質として使用さ
れる糖蜜程度である。一方、ライムケーキは石灰分を多
く含むが、その結晶は微細であることから、高炉に直接
装入される石灰石と代替とすることは不可能である。そ
こで、高炉原料としての焼結鉱やペレット鉱におけるバ
インダーなどして利用の途があれば、その開発が望まれ
る。

【００１０】本発明は上述の問題に鑑みなされたもの
で、その目的は、製糖工場で廃棄されるライムケーキ
を、製銑工程における高炉原料の焼結化やペレット化に
効果的に利用することができるようにした焼結鉱または
ペレット鉱の製造法を提供することである。なお、本発
明者らは、製糖工場で廃棄されるライムケーキに石灰分
が多量に含まれていること、また、その石灰が微細化し
ていることに着目したものである。そして、高炉原料と
しての焼結鉱やペレット鉱などを製造する粉鉱石の種々
の事前処理において、ライムケーキを鉄鉱石中に添加し
所望するバインダーとして機能させ、さらには、ライム
ケーキの添加によって低融点のスラグを作り、かつ、所
定の脱硫作用も行わせることができるかを種々の研究を
重ねることにより確認し、その結果、本発明は完成され
たものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ブレンド鉱な
どを用いて高炉原料としての焼結鉱を製造する方法に適
用される。その特徴とするところは、製糖工場から廃棄
されるライムケーキに、該ライムケーキの重量の１００
倍までの水を加え、スラリー状としたライムケーキスラ
リーとしておく。このライムケーキスラリーを、ブレン
ド鉱などの焼結鉱原料に１０重量％以下加えて塊状体に
混練する。そして、その塊状体を１，４００℃程度まで
の温度で焼成し、その焼成された塊状体をその後に冷却
するようにしたことである。第二には、製糖工場から廃
棄されるライムケーキを１００℃ないし５００℃の熱で
水分が５重量％以下となるように乾燥させ、微粉化した
ライムケーキ微粉としておく。そのライムケーキ微粉
を、ブレンド鉱などの焼結鉱原料に加えて混合し粉状体
にする。そして、その粉状体を１，４００℃程度までの
温度で焼成し、焼成によって形成された塊状体をその後
に冷却するようにしたことである。第三には、製糖工場
から廃棄されるライムケーキを、１０ｍｍ以下の大きさ
に造粒して造粒ライムケーキとしておく。この造粒ライ
ムケーキを、ブレンド鉱などの焼結鉱原料に加えて、塊
状体に成形する。そして、その塊状体を１，４００℃程
度までの温度で焼成し、焼成された塊状体をその後に冷
却するようにしたことである。なお、ライムケーキを造
粒する工程において、１０重量％以上の粉鉱石を混合す
るようにしておいてもよい。上記のいずれとも異なり、
ブレンド鉱などを用いて高炉原料としてのペレット鉱を
製造する方法では、製糖工場から廃棄されるライムケー
キに、該ライムケーキの重量の１００倍までの水を加
え、スラリー状としたライムケーキスラリーとしてお
く。そのライムケーキスラリーを、ブレンド鉱などのペ
レット原料に１０重量％以下加え、１０ｍｍないし３０
ｍｍ程度の球状に造粒して生ペレットを製造する。そし
て、その生ペレットを１，２００℃ないし１，３００℃
で焼成し、焼成されたペレットを、その後に冷却するよ
うにしたことである。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、上記の第一において記
載したように、ライムケーキに１００倍までの水を加え
てライムケーキスラリーとし、焼結鉱原料に１０重量％
以下加えて塊状体に混練するようにした場合をはじめ、
いずれの場合にも、製糖工場から大量に排出され、その
利用の途のない産業廃棄物としてのライムケーキを、製
銑過程で高炉に装入すべき焼結鉱やペレット鉱の製造に
供することができる。ライムケーキは大部分が石灰石分
であるのみならず、その石灰が微細化されており、焼結
鉱やペレット鉱を製造する際に、多種の粉鉱石を混合さ
せたブレンド鉱に添加するに適したものとなる。なお、
ライムケーキを、その性状や製造しようとする高炉原料
に応じた種々な形態に処理して、使用することができ
る。ライムケーキには糖蜜も含まれていることから、焼
結鉱やペレット鉱に石灰石分を含有させるだけでなく、
粉鉱石などのバインダーとしても機能させることができ
る。このように産業廃棄物であるライムケーキを製鉄産
業において利用すれば、石灰石の消費量の節減と石灰分
のリサイクルが実現され、省資源化が図られる。なお、
ライムケーキを造粒する工程において、１０重量％以上
の粉鉱石を予め混合するようにしておけば、造粒された
ライムケーキが加えられる焼結鉱原料の粉鉱石量を少な
くすることができる。それのみならず、ライムケーキが
バインダーとして機能し、粉鉱石の結合度が向上する。
加えて、焼成工程での原料鉱石粒子相互の焼結反応およ
び溶融または半溶融反応がより一層促進され、気孔率の
高い自溶性焼結鉱とすることができる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明に係るライムケーキを使用し
た高炉原料としての焼結鉱の製造方法を、詳細に説明す
る。焼結鉱は、製銑工程，製鋼工程，圧延・表面処理工
程を経て鉄鋼製品を製造する場合の製銑工程において、
鉄鉱石，石灰石，コークスなどと共に高炉に装入される
ブレンド鉱に、粉鉱石，石灰石，生石灰，砂鉄，蛇紋
岩，コークス，返鉱などを原料として混ぜ、焼結機で塊
状に焼結させたものである。ちなみに、ブレンド鉱は、
各産地の鉄鉱石をブレンドしたもので、予め成分の平準
化が図られている。このようなブレンド鉱を主体とした
高炉原料を焼結鉱に製造する場合に、製糖工場から廃棄
されるライムケーキが使用され、以下のような手順がと
られる。なお、ライムケーキは炭酸カルシウム（ＣａＣ
Ｏ₃ ）を主成分としており、石灰石とほぼ同等の化学的
物理的性質を有している。

【００１４】まず、ライムケーキに、該ライムケーキの
重量の１００倍までの水を加えてスラリー状とする。次
に、高炉に装入される鉄鉱石を破砕して篩分けされたも
ののうち１０ｍｍ以下の粉鉱を準備する。なお、焼結鉱
原料は多種類にわたるうえその成分や粒度が異なってい
るので、これらの原料を配合して成分および粒度が焼結
条件にあうように調整される。例えば、焼結原料の平均
粒度は通常２．０ｍｍないし４．０ｍｍが好ましく、高
炉の装入層内の通気度を保つために極微粉の量は少ない
ほうがよい。こうして均質化された粉鉱石に粉コークス
が添加される。この配合原料は、その性状によって最適
値は異なるが、一般に６％前後の量の水分を添加した場
合と同等となるように、ブレンド鉱などからなる焼結鉱
原料に１０重量％以下のライムケーキスラリーを加え
て、塊状体に混練する。焼結鉱の塩基度は焼結成分調整
に最も重要な要素であるが、これは、ライムケーキスラ
リーの配合量によって管理される。

【００１５】次に、その塊状体を例えばドワイトロイド
式の焼結機などにより、１，４００℃程度までの温度で
焼成する。この焼結機では、装入された原料層の上部の
空気を下向きに吸引して原料中に混合したコークスを燃
焼させ、その発生熱によって原料鉱石粒子相互の焼結反
応および溶融または半溶融反応が促進される。これによ
って、気孔率が高く、鉄鉱石とは異なった鉱物組成の自
溶性焼結鉱が得られる。なお、装入原料に予め混合した
粉コークスを燃焼させ、焼結反応を能率よく行わせるた
めに、原料層中に多量の空気が均一に流される。そのた
めに、装入原料層の通気抵抗を改善するための事前処理
段階で原料の粒度分布の調整、すなわち、ライムケーキ
スラリーの添加による原料粒子の見掛け粒度の改善がな
され、輸送過程における粒子の崩壊も防止できるものに
することができる。この焼結過程で、酸化カルシウム
（ＣａＯ）と珪砂（ＳｉＯ₂ ）が化合し、粘性の低いス
ラグ（ＣａＯ・ＳｉＯ₂ ）を形成して、焼結鉱の被還元
性が向上される。その後に、その焼成体を冷却すれば、
溶銑操業における装入層の通気性も向上する比較的粒度
の揃った成品が生成される。このようにして製造された
焼結鉱は、高炉にサイズの大きい鉄鉱石，石灰石，コー
クスなどと共に装入される。焼結鉱には既に石灰石分が
添加されており、高炉装入時点での石灰石の装入量を少
なくすることができ、結局は、製銑工程で消費される石
灰石分は、少なくともライムケーキの使用分だけ節減さ
れる。

【００１６】このように石灰石に代えてライムケーキを
使用しても、石灰石を使用した場合と同様に、低品位鉱
を製鉄原料として使用することができる。もちろん、焼
結過程で原料中の硫黄分などの有害成分が除去され、高
炉装入原料として化学的物理的性質を改善し、高炉の生
産性を高め、燃料消費量の低下が実現される。すなわ
ち、焼結原料中にライムケーキを配合することにより、
焼結鉱中に多く生成される難還元性のフェヤライト（２
ＦｅＯ・ＳｉＯ₂ ）が少なくなり、焼結鉱自体は適度な
粒度や強度を有し、著しく向上した被還元性や高い落下
強度，耐圧強度を備えることになる。これによって、高
炉原料中への焼結鉱の配合割合を増大させることがで
き、それに伴う出銑量の増大と装入コークス量の比率低
下が実現される。重油の吹き込みなどを行うこととあい
まって、燃料消費量の大幅な節減が図られる。

【００１７】ライムケーキを使用した焼結鉱の製造方法
として、上記とは異なる以下の手順を採用してもよい。
まず、ライムケーキを１００℃ないし５００℃の熱で水
分を５重量％以下となるように、ロータリドライヤーな
どで乾燥させる。ライムケーキは元来極めて形崩れしや
すい性状のものであるが、乾燥したライムケーキは押し
潰すなどすれば容易かつ簡単に微粉化される。次に、前
述の例と同様な焼結鉱原料に、０．１重量％以上のライ
ムケーキ微粉を加えて粉状体に混合する。そして、その
粉状体をドワイトロイド式焼結機などにより、１，４０
０℃程度までの温度で焼成する。その焼成体は塊状化
し、冷却すれば焼結鉱が得られる。このようにして製造
された自溶性焼結鉱も、前述した焼結鉱と同様に、高炉
原料として十分に耐えられるものとなる。

【００１８】ライムケーキを使用した焼結鉱の製造方法
として、さらに異なる以下の手順を採用することもでき
る。まず、ペレタイザーを使用してライムケーキを１０
ｍｍ以下の大きさに造粒する。ライムケーキは幾分かの
糖分を含んでいるので粘結性を有しているが、水分が少
ない場合には造粒に必要な程度の僅かな水分が添加され
る。そして、前述と同様の焼結鉱原料に０．１重量％以
上の造粒ライムケーキを加え、塊状体に混練する。次
に、その塊状体をドワイトロイド式の焼結機などで、
１，４００℃程度までの温度で焼成する。そして、焼成
体をその後に冷却する。このようにして製造された焼結
鉱も、前述した機能と効果を備えた高炉原料となり、高
炉に装入することができる。なお、ライムケーキの造粒
工程において、１０重量％以上の粉鉱石を予め混合して
おいてもよい。その場合には、造粒されたライムケーキ
が加えられる焼結鉱原料の粉鉱石量を少なくすることが
できる。造粒ライムケーキに粉鉱石が予め混合されてい
るので、ライムケーキのバインダー作用で粉鉱石の結合
度がより一層向上する。しかも、焼成工程での原料鉱石
粒子相互の焼結反応および溶融または半溶融反応が飛躍
的に促進され、したがって、気孔率の高い自溶性焼結鉱
が得られる。

【００１９】ところで、貧鉱処理法として上記した焼結
鉱があるが、塊状化する製団方法としてのペレット法
は、従来技術のところで触れたように、団鉱法よりも細
かいものが適している。したがって、微粉化状態となり
やすいライムケーキはペレット鉱の製造に好適であると
言える。そこで、以下に、ライムケーキを使用した高炉
原料としてのペレット鉱を、ブレンド鉱などを用いて製
造する方法を説明する。まず、ライムケーキに、そのラ
イムケーキの重量の１００倍までの水を加えてスラリー
状とする。次に、粒度が４４μ以下６０％ないし９５％
であり、比表面積は１，５００ｃｍ² ／ｇないし３，０
００ｃｍ² ／ｇという非常に細かいペレット原料を準備
する。そのペレット原料に１０重量％以下のライムケー
キスラリーを加え、ボーリングドラムやボーリングディ
スクなどのペレタイザーにより造粒する。ペレタイザー
に装入された原料は、ディスクまたはドラムの回転に伴
い壁に沿って上がり、内部に落ちる運動を繰り返して、
雪だるま式に粒径１０ｍｍないし３０ｍｍ程度の球状の
生ペレットとされる。なお、生ペレットは、焼成工程へ
の運搬中の衝撃などに耐えることができるように、ま
た、乾燥ないし焼成中の圧力や摩耗に耐える強度を発揮
させることができるようにしておく必要がある。ところ
が、前述したように、ライムケーキスラリーには糖蜜も
含まれてバインダーとしての機能を備えており、あえて
バインダーを添加することは要求されない。すなわち、
ライムケーキスラリーを加えた自溶性ペレットにおいて
は、ライムケーキがバインダーとして機能し鉱粒を結合
する。このペレット鉱の塩基度調整は焼結成分調整の最
も重要な部分であるが、ライムケーキスラリーの配合量
によって調整される。上記のようにして造粒された生ペ
レットは、竪型焼成炉（シャフト炉），移動グレート式
焼成機やロータリキルンなどの焼成設備により、１，２
００℃ないし１，３００℃の高温で加熱焼成される。そ
の焼結されたペレットはその後に冷却され、輸送中およ
び高炉における落下衝撃や圧力に耐えるに十分な強度を
有する１０ｍｍないし３０ｍｍ程度の球状のペレット鉱
となる。このようにライムケーキを生ペレットの造粒に
使用しても、低品位鉱を高炉原料として使用することが
できる。もちろん、焼結過程で原料中の硫黄分などの有
害成分も除去され、高炉装入原料としての化学的物理的
性質が改善される。したがって、高炉の生産性を高め、
燃料消費量の低下が実現される。すなわち、生ペレット
中にライムケーキを加えることによって、ペレット中に
多く生成される難還元性のフェヤライトが少なくなり、
ペレット自体は適度な粒度や強度を有し、著しく向上し
た被還元性や高い落下強度，耐圧強度を備えることにな
る。これによって、高炉装入原料中へのペレット鉱の配
合割合を増大させることができ、出銑量の増大と装入さ
れるコークスの量的比率の低下が実現される。

【００２０】以上の説明から分かるように、いずれの例
においても使用されるライムケーキは、ビート糖を製造
する製糖工場から出る産業廃棄物であるが、従来技術の
ところで述べたように、炭酸石灰清浄法による浄化に際
して使用される石灰石分を多量に含んでいる。それゆえ
に、製糖産業で得られる正規の製品もしくは半製品であ
る糖蜜を製鉄産業で使用するのみならず、その多量に排
出される廃棄物としてのライムケーキを、製銑過程で高
炉に装入すべき焼結鉱やペレット鉱の製造のために消費
することができる。これによって、石灰石の節減ならび
に省資源化が図られ、加えて、産業廃棄物処理の手間も
不要となる。このようにライムケーキを石灰石に代えて
焼結鉱やペレット鉱の製造に使用することができるの
は、ライムケーキの大部分が石灰石分であること、その
石灰が微細化されていること、多種の粉鉱石を混合させ
た焼結鉱原料やペレット原料に添加する際、本発明で提
案された好適な添加形態を選択できることに基づいてい
る。加えて、ライムケーキには糖蜜も含まれており、粉
鉱石などのバインダーとしても機能して粘結剤の添加を
省くこともできる。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22B 1/00 - 61/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレンド鉱などを用いて高炉原料として
   の焼結鉱を製造する方法において、 製糖工場から廃棄されるライムケーキに、該ライムケー
   キの重量の１００倍までの水を加え、スラリー状とした
   ライムケーキスラリーとする工程と、 前記ブレンド鉱などの焼結鉱原料に、１０重量％以下の
   上記ライムケーキスラリーを加えて、塊状体に混練する
   工程と、 その塊状体を、１，４００℃程度までの温度で焼成する
   工程と、 その焼成された塊状体を、その後に冷却する工程と、 を具備することを特徴とするライムケーキを使用した高
   炉原料としての焼結鉱の製造法。
2. 【請求項２】 ブレンド鉱などを用いて高炉原料として
   の焼結鉱を製造する方法において、 製糖工場から廃棄されるライムケーキを、１００℃ない
   し５００℃の熱で水分が５重量％以下となるように乾燥
   させ、微粉化したライムケーキ微粉とする工程と、 前記ブレンド鉱などの焼結鉱原料に、上記ライムケーキ
   微粉を加えて混合し、粉状体にする工程と、 その粉状体を、１，４００℃程度までの温度で焼成する
   工程と、 焼成することによって形成された塊状体を、その後に冷
   却する工程と、 を具備することを特徴とするライムケーキを使用した高
   炉原料としての焼結鉱の製造法。
3. 【請求項３】 ブレンド鉱などを用いて高炉原料として
   の焼結鉱を製造する方法において、 製糖工場から廃棄されるライムケーキを、１０ｍｍ以下
   の大きさに造粒して造粒ライムケーキとする工程と、 前記ブレンド鉱などの焼結鉱原料に、上記造粒ライムケ
   ーキを加えて、塊状体に成形する工程と、 その塊状体を、１，４００℃程度までの温度で焼成する
   工程と、 その焼成された塊状体を、その後に冷却する工程と、 を具備することを特徴とするライムケーキを使用した高
   炉原料としての焼結鉱の製造法。
4. 【請求項４】 前記ライムケーキを造粒する工程におい
   て、１０重量％以上の粉鉱石を混合しておくことを特徴
   とする請求項３に記載されたライムケーキを使用した高
   炉原料としての焼結鉱の製造法。
5. 【請求項５】 ブレンド鉱などを用いて高炉原料として
   のペレット鉱を製造する方法において、 製糖工場から廃棄されるライムケーキに、該ライムケー
   キの重量の１００倍までの水を加え、スラリー状とした
   ライムケーキスラリーとする工程と、 前記ブレンド鉱などのペレット原料に、１０重量％以下
   の上記ライムケーキスラリーを加え、１０ｍｍないし３
   ０ｍｍ程度の球状に造粒して生ペレットを製造する工程
   と、 その生ペレットを、１，２００℃ないし１，３００℃で
   焼成する工程と、 その焼成されたペレットを、その後に冷却する工程と、 を具備することを特徴とするライムケーキを使用した高
   炉原料としてのペレット鉱の製造法。