特許 6353749 焼結鉱の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6353749

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】焼結鉱の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 1/16 20060101AFI20180625BHJP

【ＦＩ】

   C22B1/16 K

   C22B1/16 B

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-179245(P2014-179245)

(22)【出願日】2014年9月3日

(65)【公開番号】特開2015-200007(P2015-200007A)

(43)【公開日】2015年11月12日

【審査請求日】2017年3月13日

(31)【優先権主張番号】特願2014-72619(P2014-72619)

(32)【優先日】2014年3月31日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090697

【弁理士】

【氏名又は名称】中前 富士男

(74)【代理人】

【識別番号】100127155

【弁理士】

【氏名又は名称】来田 義弘

(74)【代理人】

【識別番号】100176142

【弁理士】

【氏名又は名称】清井 洋平

(73)【特許権者】

【識別番号】593187995

【氏名又は名称】協材興業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090697

【弁理士】

【氏名又は名称】中前 富士男

(72)【発明者】

【氏名】八ケ代 健一

(72)【発明者】

【氏名】大山 浩一

(72)【発明者】

【氏名】樫村 茂

(72)【発明者】

【氏名】原田 翼

(72)【発明者】

【氏名】長田 淳治

(72)【発明者】

【氏名】川口 尊三

(72)【発明者】

【氏名】稲角 忠弘

(72)【発明者】

【氏名】小野 高志

(72)【発明者】

【氏名】橋山 和生

【審査官】 國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−１６６３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２０６１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１５０８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０１９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７２０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０６０２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３８３１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄鋼製造用焼結鉱の製造に用いる凝結材を主とする原料を生石灰及び／又は消石灰と共に、複数の圧密媒体を水平円筒容器に収納した振動造粒装置に装入し、水分の存在下で造粒した後、鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサーに添加する方法であって、
前記凝結材は、粒度０．２５ｍｍアンダーの微粉を２０質量％以上５０質量％以下含むことを特徴とする焼結鉱の製造方法。

【請求項2】

請求項１記載の焼結鉱の製造方法において、前記凝結材を主とする原料は、前記凝結材を５０質量％以上含むことを特徴とする焼結鉱の製造方法。

【請求項3】

請求項１又は２記載の焼結鉱の製造方法において、前記振動造粒装置による造粒を６０秒間以上行うことを特徴とする焼結鉱の製造方法。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼結鉱の製造方法において、前記振動造粒装置による造粒時の水分が１０質量％以上となるように水分調整を行うことを特徴とする焼結鉱の製造方法。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼結鉱の製造方法において、前記振動造粒装置による造粒を行った後、前記振動造粒装置と造粒方法の異なる造粒装置を用いてさらに造粒処理することを特徴とする焼結鉱の製造方法。

【請求項6】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼結鉱の製造方法において、前記振動造粒装置を用いて造粒処理された造粒物を前記ドラムミキサーの後段に添加することを特徴とする焼結鉱の製造方法。

【請求項7】

請求項５記載の焼結鉱の製造方法において、前記造粒装置を用いてさらに造粒処理された造粒物を前記ドラムミキサーの後段に添加することを特徴とする焼結鉱の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄鋼製造用の焼結鉱の製造方法に関し、特に、窒素酸化物の発生を凝結材の事前処理によって抑制する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄鋼製造に用いる焼結鉱は、原料となる鉄鉱石に凝結材及び石灰等を混合して造粒した擬似造粒物を焼結機で焼成することにより製造される。この時、凝結材に含まれる窒素分の一部が窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と記載する。）となって排ガス中に混入する。
ＮＯｘは大気汚染物質であることから、大気へのＮＯｘの排出についてその濃度及び量に規制が設けられており、操業条件の調整などの制約が発生する。ＮＯｘを除去する排ガス処理装置の設置なども行われているが、多大な設備投資が必要となる。そのため、操業制約や設備投資の軽減を目的として、凝結材の事前処理によってＮＯｘの発生を抑制する方法が従来より検討されてきた。

【0003】

なお、凝結材は、主として炭素を含むもので、ＮＯｘ源になるものを含み、酸化によって発熱する材料である。例えば、石炭やコークスなどを指す。

【0004】

凝結材の事前処理によってＮＯｘの発生を抑制する方法の一つとして、生成したＮＯｘを還元する物質で凝結材の表面を被覆する方法がある。例えば、特許文献１には、カルシウムフェライトを含有する微粉末触媒と凝結材を並存させ、生成したＮＯｘを還元して抑制する技術が開示されている。
特許文献１記載の発明では、ＮＯｘの発生を抑制しつつコストを低減する目的で、カルシウムフェライト等の配合割合を規定しており、凝結材中の窒素分がＮＯｘに転換した割合を示すＮＯｘ転換率は３０％以上となっている。なお、ＮＯｘ転換率とは、凝結材に含まれる窒素分の総量に対するＮＯｘに転換した窒素分の割合である。

【0005】

しかし、実操業では、さらにＮＯｘ転換率を低減することが望まれており、特許文献２では、特許文献１のカルシウムフェライト等を生石灰に特定することで、ＮＯｘ転換率を２０％台まで低減できることが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平８−６０２５７号公報

【特許文献2】特開２０１２−１７２０６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献２の段落[０００５]には、０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材が低温で酸化し、ＮＯｘが発生しやすいことが記載されている。また、特許文献２の段落[００３８]には、微粉凝結材と微粉生石灰の造粒物（造粒体（Ｐ型））であっても、凝結材が微粉であることに起因してＮＯｘが増大することが記載されている。このため、特許文献２記載の発明では、０．２５ｍｍオーバーの凝結材を主として用いてＮＯｘの発生を抑制している。

【0008】

凝結材は、一般に、石炭やコークスを粉砕して製造されるため、例えば０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材は定常的に生産される。そのため、０．２５ｍｍオーバーの凝結材を主として用いると、微粉凝結材が余剰となるという問題がある。また、ＮＯｘ転換率をさらに低減したいというニーズもある。

【0009】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来に比べてＮＯｘの発生を抑制することができ、しかも０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材が存在しても同様の効果を得ることが可能な焼結鉱の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明は、鉄鋼製造用焼結鉱の製造に用いる凝結材を主とする原料を生石灰及び／又は消石灰と共に、複数の圧密媒体を水平円筒容器に収納した振動造粒装置に装入し、水分の存在下で造粒した後、鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサーに添加する方法であって、
前記凝結材は、粒度０．２５ｍｍアンダーの微粉を２０質量％以上５０質量％以下含むことを特徴としている。

【0011】

本発明では、凝結材を主とする原料を生石灰及び／又は消石灰と共に振動造粒装置に装入して造粒することにより、凝結材と生石灰等からなる造粒物が圧密媒体によって加圧（圧密）され、緻密な造粒物が形成される。これにより、造粒物を構成する粒子同士の間の空気の透過性が抑制され、低温段階での凝結材の酸化が進まず、ＮＯｘの発生が抑制される。
また、本発明により緻密な造粒物が形成されるので、凝結材が粒度０．２５ｍｍアンダーの微粉を含んでいても、従来に比べてＮＯｘの発生を抑制することができる。その際、後述するように、０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材を２０質量％以上含んでいると、ＮＯｘ低減効果はより顕著となる。

【0012】

なお、本発明における造粒物は、特にことわりのない限り、凝結材粒子の周囲に生石灰等の被覆層が形成されたＳ型造粒物、並びに微粉凝結材と生石灰等が混合したＰ型造粒物の双方を指す。

【0013】

また、本発明に係る焼結鉱の製造方法では、前記凝結材を主とする原料は、前記凝結材を５０質量％以上含んでいることが好ましい。
凝結材の割合が低下すると、凝結材を生石灰及び／又は消石灰で被覆、造粒してＮＯｘを低減する作用が低下するからである。

【0016】

また、本発明に係る焼結鉱の製造方法では、前記振動造粒装置による造粒を６０秒間以上行うことを好適とする。
当該構成では、振動造粒装置による造粒を６０秒間以上行うことによって、造粒物や被覆層の緻密度が向上することでＮＯｘ低減効果が拡大する。

【0017】

また、本発明に係る焼結鉱の製造方法では、前記振動造粒装置による造粒時の水分が１０質量％以上となるように水分調整を行うことを好適とする。
当該構成では、上記水分調整を行うことにより、緻密な造粒物や被覆層が形成されＮＯｘ低減効果が拡大する。

【0018】

また、本発明に係る焼結鉱の製造方法では、前記振動造粒装置による造粒を行った後、前記振動造粒装置と造粒方法の異なる造粒装置を用いてさらに造粒処理してもよい。
当該構成では、振動造粒装置による造粒を行った後に、他の造粒装置を用いてさらに造粒処理することにより、造粒物や被覆層の緻密度が向上してＮＯｘ低減効果が拡大する。

【0019】

また、本発明に係る焼結鉱の製造方法では、前記振動造粒装置を用いて造粒処理された造粒物あるいは前記振動造粒装置と造粒方法の異なる造粒装置を用いてさらに造粒処理された造粒物を前記ドラムミキサーの後段に添加することを好適とする。
当該構成では、造粒処理された造粒物をドラムミキサーの後段に添加することによって、ドラムミキサー内における被覆層の剥離や造粒物の崩壊が抑制され、高いＮＯｘ低減効果を維持することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明に係る焼結鉱の製造方法によれば、凝結材を主とする原料を生石灰及び／又は消石灰と共に振動造粒装置に装入して造粒することにより緻密な造粒物が形成されるので、従来に比べてＮＯｘの発生を抑制することができ、しかも０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材が存在しても同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】凝結材の造粒方法ごとにＮＯｘ転換率の改善割合を示したグラフである。

【図2】本発明の一実施の形態に係る焼結鉱の製造方法が適用される焼結プラントの模式図である。

【図3】振動造粒装置の断面図である。

【図4】振動造粒装置を用いて生石灰と共に造粒する原料中に含まれる凝結材の割合を変化させた場合におけるＮＯｘ転換率の改善割合を、対ドラムミキサー改善指標として示したグラフである。

【図5】凝結材中の０．２５ｍｍアンダーの割合とＮＯｘ転換率の改善割合との関係を示すグラフである。

【図6】振動造粒装置による造粒時間とＮＯｘ転換率の改善割合との関係を示すグラフである。

【図7】造粒物の水分割合とＮＯｘ転換率の改善割合との関係を示すグラフである。

【図8】振動造粒装置による造粒処理後に、さらに造粒処理を行う場合と行わない場合、並びにドラムミキサーに造粒物を前添加する場合と後段添加する場合それぞれにおけるＮＯｘ転換率の改善割合を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明では、凝結材を生石灰等と共に造粒したものを「造粒物」、前記造粒物を鉄鉱石や無煙炭等に添加して造粒処理したものを「擬似造粒物」と呼ぶ。

【0023】

［ＮＯｘの発生を抑制するメカニズム］
本発明者等は、特許文献２に記載されている０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材を含む造粒物とＮＯｘ発生の関係について調べた。具体的には、凝結材の造粒方法、特に造粒物に作用させる加速度及び加圧力（圧密度）の影響を調べるため、比較的加速度及び／又は加圧力の小さな造粒装置であるドラムミキサー及びパンペレタイザーに対し、加圧力の大きな造粒装置である振動造粒装置や加速度の大きな造粒装置であるマルメライザーを比較検討した。

【0024】

比較実験では、凝結材であるコークスを１００質量％含有する原料に対し、生石灰を１０質量％添加（内掛け）し、最終水分が１５質量％となるように水添加量を調整した後、各造粒装置で凝結材の造粒を行った。次いで、各造粒装置によって造粒処理された造粒物を、鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサーの後段にそれぞれ添加して擬似造粒物を造粒した。そして、擬似造粒物を焼成した際に発生する排ガスの流量及び排ガスに含まれるＮＯｘ濃度を測定してＮＯｘ発生量を算出した。
なお、振動造粒装置を用いて生石灰及び／又は消石灰と共に造粒する原料中に含まれる凝結材の割合は、本明細書において明記しない限り、１００質量％である。

【0025】

比較実験に使用した焼結原料の配合（鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサー出側の配合）を表１に示す。なお、コークスには０．２５ｍｍアンダーの微粉を２５質量％含むものを使用した。

【0026】

【表1】

【0027】

凝結材の造粒に当たり、ドラムミキサーには直径１ｍの試験機を使用し、回転数２０ｒｐｍで５分間造粒処理を行った。
パンペレタイザーには直径１ｍ、傾斜角度４５°のパンを使用し、回転数１５ｒｐｍで５分間造粒処理を行った。
振動造粒装置には、直径３００ｍｍの水平円筒容器に５０φの鋼製ロッド（圧密媒体）が６本収納されたものを使用し、６Ｇ（Ｇは重力加速度）の振動加速度で３００秒間（５分間）造粒処理を行った。
マルメライザーによる造粒処理は、直径１ｍの竪型円筒容器底部の円盤の回転数を２００ｒｐｍとして２分間行った。

【0028】

図１に、造粒処理をしていない凝結材を用いた場合のＮＯｘ転換率に対する、各造粒装置によって造粒処理された凝結材を用いた場合のＮＯｘ転換率の改善割合を示す。
なお、ＮＯｘ転換率は、ＮＯｘ発生量からＮＯｘに転換した窒素量を算出し、予め分析しておいた凝結材中の窒素量を１００としたときの割合に換算して求めた。また、ＮＯｘ転換率の改善割合は次式で算出した。
ＮＯｘ転換率の改善割合＝（１−造粒処理した凝結材を用いた場合のＮＯｘ転換率／造粒処理しない凝結材を用いた場合のＮＯｘ転換率）×１００％

【0029】

同図より、ドラムミキサーやパンペレタイザーで造粒した造粒物は、ＮＯｘ転換率の改善割合が１０％未満と低く、ＮＯｘ発生量の抑制に寄与が少ないことがわかる。また、加速度の大きなマルメライザーもＮＯｘ転換率の改善割合が１０％程度と、ＮＯｘ抑制効果が小さいことがわかる。
ドラムミキサーやパンペレタイザーで造粒した造粒物は、造粒時の造粒物にかかる加速度が実質的に１Ｇ未満であるのに対し、マルメライザーでは２０Ｇに達するが、ＮＯｘ抑制効果が同等に低位であることから、必ずしも加速度を大きくすることではＮＯｘの発生を十分に抑制することができないことが判明した。

【0030】

これに対し、本発明者等は、加速度が例えば１．５Ｇ以上である振動造粒装置で造粒処理した造粒物を用いて焼成時のＮＯｘ発生量を調査した。その結果、ドラムミキサー、パンペレタイザー、マルメライザーで造粒した造粒物に比べて、振動造粒装置で造粒処理した造粒物を使用した焼成では、ＮＯｘ転換率の改善割合が３０％台に上昇しＮＯｘ発生量が大幅に低減することを発見した。

【0031】

上述したＮＯｘ発生量の相違は、圧密度が小さな造粒物は、構成する粒子同士の間を空気が透過するため、比較的低温段階から造粒物内の微粉凝結材が酸化するのに対し、振動造粒装置で造粒処理した造粒物は、構成する粒子が圧密されて粒子同士の間の空気の透過性が抑制され、低温段階での微粉凝結材の酸化が進まなかったためと考えられる。さらに焼結機内で温度が１０００℃以上となった段階で、造粒物を構成する生石灰や消石灰が溶融流出し、露出した微粉凝結材が１０００℃以上の高温で酸化することで、ＮＯｘ発生が抑制されたと考えられる。

【0032】

また、ドラムミキサーで造粒した造粒物を数日間大気養生して乾燥させたものを１ｍの高さからコンクリート床に落下させたときの０．５ｍｍ以下粉の発生割合は１０％以下となる。一方、振動造粒装置で造粒した造粒物を１ｍの高さからコンクリート床に落下させたときの０．５ｍｍ以下粉の発生割合は２０％である。従って、ドラムミキサーで造粒した造粒物は、大気養生することにより高強度の造粒物となる。
しかし、大気養生した造粒物と振動造粒装置で造粒した造粒物のＮＯｘ転換率の改善割合を比較すると、大気養生した造粒物のＮＯｘ抑制効果は、振動造粒装置で造粒した造粒物に比べて十分ではなかった。

【0033】

以上の結果より、造粒物に強い加圧力を作用させ、緻密な造粒物を形成することがＮＯｘの抑制に有効であることが判明した。特に養生によって造粒物強度を確保したにもかかわらず、十分なＮＯｘ抑制が図られなかった一方で、圧密媒体による強制的な加圧力を造粒物に作用させた場合、ＮＯｘ抑制効果が顕著であったことから、加圧することによって造粒物が緻密化してＮＯｘ転換率が抑えられたと推定される。

【0034】

さらに本発明者等は、造粒処理を行う、凝結材を主とする原料中に含まれる凝結材の割合がＮＯｘ抑制効果に及ぼす影響について検討した。
図４は、振動造粒装置を用いて生石灰と共に造粒する、凝結材を主とする原料中に含まれる凝結材の割合を変化させた場合におけるＮＯｘ転換率の改善割合を、対ドラムミキサー改善指標として示したものである。実験条件として、凝結材を主とする原料中の凝結材の割合を２０〜約９０質量％の間で変更させ、残部は鉄鋼石粉（５００μｍアンダーが４０質量％以上）とした。さらに凝結材と生石灰を合わせた全量に対して５〜２０質量％（５、１０、２０質量％）の生石灰を加えた混合原料を振動造粒装置によって造粒処理した。次いで、これら造粒物を、鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサーの後段にそれぞれ添加して擬似造粒物を造粒し、この擬似造粒物を焼成した場合のＮＯｘ転換率を求めた。そして、前記混合原料をドラムミキサーで造粒処理した後、鉄鉱石を含む焼結原料に添加して焼成した場合のＮＯｘ転換率に対する、ＮＯｘ転換率の改善割合を、対ドラムミキサー改善指標と定義して次式により求めた。
対ドラムミキサー改善指標＝（１−前記混合原料を振動造粒装置で造粒処理した後、鉄鉱石を含む焼結原料に添加して焼成した場合のＮＯｘ転換率／前記混合原料をドラムミキサーで造粒処理した後、鉄鉱石を含む焼結原料に添加して焼成した場合のＮＯｘ転換率）×１００％

【0035】

上記混合原料をドラムミキサーで造粒処理した場合に比べて、振動造粒装置で造粒処理した場合はＮＯｘ転換率の改善が見られたが、凝結材の割合が５０質量％以上において顕著な改善効果が発現した。このことから、生石灰及び／又は消石灰と共に振動造粒処理を行う原料中に含まれる凝結材の割合を５０質量％以上とするのが好ましいことが判明した。これは、原料中の凝結材の割合が５０質量％未満になると、振動造粒装置で造粒した造粒物を構成する鉄鉱石粉の割合が増加するため、造粒物を構成する凝結材以外の粒子層が赤熱帯通過によって１０００℃以上の高温となっても溶融流出し難く、凝結材と酸素の接触が阻害される結果、赤熱帯通過後に低温で燃焼する凝結材の割合が増加し、結果としてＮＯｘ転換率の改善割合が小幅の改善となったためである。

【0036】

［本発明の構成について］
上記知見に基づき、本発明は、鉄鋼製造用焼結鉱の製造に用いる凝結材を主とする原料を生石灰及び／又は消石灰と共に、複数の圧密媒体を水平円筒容器に収納した振動造粒装置に装入し、水分の存在下で造粒した後、鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサーに添加することを特徴としている。

【0037】

凝結材と生石灰等を造粒し、生石灰等で凝結材を被覆することにより、焼結機パレット内で１０００℃程度まで凝結材の酸化が進行しにくくなる。１０００℃を超えると、生石灰等と造粒物周囲の鉄鉱石が低融点化合物を形成し、造粒物から生石灰等が溶融流出する。これを受けて、凝結材が高温雰囲気に露出し、凝結材の酸化が顕著に進行する。このように、例えば１０００℃以上の高温雰囲気において凝結材の酸化を進行させることが可能となるため、凝結材と生石灰等を造粒するのがよい。
加えて、生石灰は消化して微細な水酸化カルシウム微粒子となって分散が促進され、消石灰も一部溶解して水酸化カルシウム微粒子として凝結材粒子間に再析出するため分散が良好となる。その結果、強固で緻密な造粒物となる。

【0038】

また、凝結材の造粒処理に振動造粒装置を使用することにより、造粒物が圧密媒体によって加圧されて緻密な造粒物となる。その際、振動造粒装置の加速度を１．５Ｇ以上とすることにより凝結材の造粒が可能となる。
振動造粒装置としては、複数の圧密媒体が収納された水平円筒容器を用いたものであることが好ましい。凝結材と生石灰等の混練機能に優れ、凝結材と生石灰等がより均一に分散した造粒物の造粒が可能となり、ＮＯｘ抑制効果の顕著な向上が望める。
なお、圧密媒体には棒状や球状の鉄など、造粒物を超える密度のものを用いることが好ましい。

【0039】

［焼結鉱の製造方法］
本発明の一実施の形態に係る焼結鉱の製造方法について、図２に示す焼結プラントにより説明する。
凝結材が蓄えられている貯留槽１３と生石灰や消石灰が蓄えられている貯留槽１４からそれぞれ所定量の凝結材及び生石灰等を切り出し、振動造粒装置１１に装入して水分の存在下で造粒する。
生石灰等の量は、凝結材と合わせた全量に対して、即ち内掛けで５質量％以上６０質量％以下が好ましい。６０質量％を超えると、凝結材燃焼性を抑制する影響が顕著となる。また、振動造粒装置１１による造粒時の水分が内掛けで１０質量％以上となるように水分調整し、振動造粒装置１１による造粒時間は１．５Ｇ以上の加速度で６０秒間以上とする。

【0040】

振動造粒装置１１の一例を図３に示す。この振動造粒装置１１は、水平円筒容器２１と、水平円筒容器２１に収納された複数の圧密媒体２２と、水平円筒容器２１の両側部に配置された一対の重錘回転式振動モータ２３とから概略構成されている。

【0041】

水平円筒容器２１の上部には、水平円筒容器２１内に原料を投入するための開口部２４と、水平円筒容器２１内に水を注入するための注水口２５が設けられている。
圧密媒体２２には円柱状の鋼製ロッドが使用され、一対の重錘回転式振動モータ２３は同方向に同期回転する。

【0042】

一対の重錘回転式振動モータ２３が例えば右回転すると、水平円筒容器２１が鉛直面内でループを描くように円振動する。これにより、水平円筒容器２１に収納された各圧密媒体２２が右回転し、水平円筒容器２１と接触することにより全体として左方向に回転する。即ち、各圧密媒体２２は、水平円筒容器２１内を遊星歯車のように自転しながら回転する。
振動に伴って、圧密媒体２２と圧密媒体２２の間、圧密媒体２２と水平円筒容器２１との間に凝結材、生石灰等、及び水分が挿入し、衝撃、剪断、混合、混練され、フレーク状の造粒物が形成される。

【0043】

なお、振動造粒装置１１の振動が他に伝搬しないようにするため、振動造粒装置１１はベース２７上に空気バネ２６を介して防振支持されている。

【0044】

振動造粒装置１１によって造粒された造粒物は、パンペレタイザー１２（振動造粒装置１１と造粒方法の異なる造粒装置の一例）に装入され、さらに造粒処理された後、貯留槽１７もしくは一時貯留槽１８に貯留される。鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサー１９に造粒物を前添加する場合は貯留槽１７に、ドラムミキサー１９に造粒物を後段添加する場合は一時貯留槽１８にそれぞれ貯留する。
なお、造粒物の一部を貯留槽１７に、残りを一時貯留槽１８に貯留してもよい。また、パンペレタイザー１２による追加造粒を行わずに、貯留槽１７もしくは一時貯留槽１８に貯留してもよい。

【0045】

一方、ドラムミキサー１９には、鉄鉱石が蓄えられている貯留槽１５や無煙炭が蓄えられている貯留槽１６などからそれぞれ切り出された鉄鉱石や無煙炭等が装入される。また、貯留槽１７から切り出された造粒物がドラムミキサー１９に前添加され、あるいは一時貯留槽１８から切り出された造粒物がドラムミキサー１９に後段添加される。ドラムミキサー１９では、ドラムミキサー１９に前添加もしくは後段添加された造粒物が、鉄鉱石や無煙炭等と共に造粒処理され、擬似造粒物が製造される。

【0046】

ドラムミキサー１９で製造された擬似造粒物は焼結機２０に装入されて焼成され、焼結鉱となる。焼結時に発生する排ガスは、ブロワ（図示省略）により焼結機２０から吸引され、電気集塵機（図示省略）により粉塵等が除去された後、煙突（図示省略）から大気中に排出される。

【0047】

以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、振動造粒装置による造粒を行った後、パンペレタイザーを用いてさらに造粒処理を行ったが、パンペレタイザーではなくドラムミキサーやレディゲミキサーなど他の造粒装置を用いてもよい。また、振動造粒装置の圧密媒体として鋼製ロッドではなく、鋼球などを用いてもよい。

【実施例】

【0048】

本発明によれば、凝結材の酸化を、従来の技術より高温で開始することができるため、ＮＯｘ抑制効果が著しい。従って、従来ではＮＯｘ発生量が多いといわれていた粒径分布でも好適にＮＯｘを低減でき、０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材を用いた場合でも高いＮＯｘ抑制効果が得られる。

【0049】

図５は、凝結材に含まれる微粉の割合を変化させた場合のＮＯｘ転換率の改善割合を示したグラフである。凝結材の造粒処理には振動造粒装置を用い、生石灰１０質量％、水分１５質量％を添加し、加速度を６Ｇとして３００秒間造粒した。
同図より、微粉凝結材が１５質量％までの少ない段階ではＮＯｘ転換率の改善割合が１０％程度に止まるのに対し、２０質量％以上ではＮＯｘ転換率の改善割合が大きくなることがわかる。微粉凝結材に対しても緻密な造粒物が形成されることから、改善効果が拡大すると考えられる。
このことから、本発明では、凝結材に含まれる０．２５ｍｍアンダーの微粉割合を２０質量％以上と規定した。一方、凝結材に含まれる０．２５ｍｍアンダーの微粉割合の上限については規定しないが、０．２５ｍｍアンダーの微粉割合が多くなると、凝結材の破砕処理時間が長くなるため、通常は５０質量％以下とする。

【0050】

図６は、振動造粒装置による造粒時間とＮＯｘ転換率の改善割合との関係を示したグラフである。０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％含む凝結材に生石灰を１０質量％添加して水分を１５質量％に調整し、加速度を６Ｇとして振動造粒装置により造粒した。
同図より、造粒時間が６０秒未満ではＮＯｘ転換率の改善割合が小さいのに対し、６０秒以上において大きく改善することがわかる。緻密度が向上してＮＯｘ低減効果が拡大すると考えられる。
このことから、本発明では、振動造粒装置による凝結材の造粒時間を６０秒以上と規定した。一方、振動造粒装置による凝結材の造粒時間が６００秒を超えると造粒物が破砕することから、振動造粒装置による凝結材の造粒時間の上限は６００秒とする。

【0051】

図７は、造粒物の水分割合とＮＯｘ転換率の改善割合との関係を示したグラフである。凝結材の造粒処理には振動造粒装置を用い、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％含む凝結材に生石灰を１０質量％添加し、加速度を６Ｇとして３００秒間造粒した。
同図より、水分が１０質量％未満ではＮＯｘ転換率の改善割合が小さいのに対し、１０質量％以上において大きく改善することが判明した。高水分化によって緻密な造粒物や被覆層が形成されＮＯｘ抑制効果が拡大すると考えられる。
このことから、本発明では、振動造粒装置による凝結材の造粒時の水分を１０質量％以上と規定した。また、凝結材の造粒時の水分が２０質量％までは同様の傾向を示すことから、凝結材の造粒時の水分の上限は２０質量％とする。

【0052】

図８は、振動造粒装置による造粒処理後に、さらに造粒処理を行う場合と行わない場合、並びにドラムミキサーに造粒物を前添加する場合と後段添加する場合それぞれにおけるＮＯｘ転換率の改善割合を示したグラフである。なお、図中のＤＭはドラムミキサー、ＰＰはパンペレタイザーである。
凝結材の造粒処理には振動造粒装置を用い、０．２５ｍｍ以下の微粉を２５質量％含む凝結材に生石灰を１０％添加した。そして、水分が１５質量％となるよう調整し、加速度を６Ｇとして３００秒間造粒した（ＰＰ無し）。また、この造粒物を直径１ｍのパンペレタイザーを用いて、パンの傾斜角度４５°、回転数１５ｒｐｍで５分間造粒した（ＰＰ有り）。

【0053】

同図より、いずれの条件においてもパンペレタイザー造粒を追加することで、ＮＯｘ転換率の改善割合が増大することがわかる。追加の造粒によって被覆厚みが増加するためと考えられる。
また、鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサーの後段に造粒物を添加することによりＮＯｘ転換率の改善割合が顕著に増大することが同図よりわかる。ドラムミキサー内における生石灰及び／又は消石灰の被覆層の剥離や造粒物の崩壊が抑えられ、緻密な被覆層や造粒物が確保されるためと考えられる。

【符号の説明】

【0054】

１１：振動造粒装置、１２：パンペレタイザー、１３〜１７：貯留槽、１８：一時貯留槽、１９：ドラムミキサー、２０：焼結機、２１：水平円筒容器、２２：圧密媒体、２３：重錘回転式振動モータ、２４：開口部、２５：注水口、２６：空気バネ、２７：ベース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】