特許 6357842 焼結鉱製造方法

(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】6357842

(24)【登録日】2018年6月29日

(45)【発行日】2018年7月18日

(54)【発明の名称】焼結鉱製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 1/16 20060101AFI20180709BHJP

【ＦＩ】

   C22B1/16 C

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-80946(P2014-80946)

(22)【出願日】2014年4月10日

(65)【公開番号】特開2015-200000(P2015-200000A)

(43)【公開日】2015年11月12日

【審査請求日】2016年12月5日

(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】110000637

【氏名又は名称】特許業務法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】川口 尊三

(72)【発明者】

【氏名】松村 勝

【審査官】 國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−０３７３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２０４３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２６００６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８５１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５３２８１（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】

ＦｅＯ成分が１０．０質量％以上の配合原料を用いてＦｅＯ成分が１０．０質量％以下の焼結鉱を製造する方法であって、
充填層への表面点火後、焼結機の全ストランド長さに対し、焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の３０％の範囲内のみで、前記充填層の表面に、５ｋｇ／配合原料ｔ以上１８ｋｇ／配合原料ｔ以下の散布量で水蒸気を散布して焼結することを特徴とする焼結鉱製造方法。

【請求項2】

前記焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の２０％の範囲内のみで、前記充填層の表面に水蒸気を散布することを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、焼結鉱製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

周知のごとく、高炉法において、高炉に投入する鉄鉱石は、焼結鉱にすることが望ましく、現在広く実施されている。焼結鉱の品質として、他の成分に比べて還元し難い性質を有するＦｅＯ成分が管理されている。なお、ここでいうＦｅＯは、酸化鉄のＦｅ（II）イオンとなる物質全体を指すもので、狭義のＦｅＯ（ウスタイト）だけを指すものではない。
高ＦｅＯ成分の焼結鉱は、被還元性が悪いため、高炉における還元材比を高くするという問題点がある。特に、ＦｅＯ成分の濃度が１０．０質量％以上の焼結鉱は、還元材比を悪化させる問題があるため、得られる焼結鉱がこの濃度以下となるように、ＦｅＯ成分の高い焼結原料はできるだけ使用しないように努められている。

【0003】

しかし、近年、良質な鉄鉱石資源の枯渇が顕在化しており、トータル鉄（Ｔ．Ｆｅ）成分の低い低品位鉄鉱床の新規開発が進められている。鉄分の低い低品位鉄鉱石は、高炉で使用すると還元材比が悪化するので、鉄鉱石の品位を上昇させるために、採掘した鉄鉱石の選鉱処理が事前に行われている。選鉱処理には、鉄鉱石を脈石と酸化鉄とに粒子単位で分離すべく、鉄鉱石を１００μｍ以下にまで微粉砕し、これを重液や界面活性液や磁力、遠心力などを用いて分離する方法が採られている。

【0004】

マグネタイト系鉱石は、選鉱処理として磁力選鉱が効率的に行えるために注目されている。しかし、マグネタイト系鉱石は、主要組成がマグネタイト（ＦｅＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３）で構成されているため、ＦｅＯ成分が２０〜３０質量％と高い。また微粉である性状故、直接高炉に投入するのもままならない。このため、マグネタイト系鉱石を、低ＦｅＯ成分が求められる焼結鉱製造の原料として使用する方法が大きな課題となっている。

【0005】

一般に、焼結鉱の製造に際しては、種々の鉄鉱石や製鉄所で発生するスケールに、石灰石及びコークスを添加混合し、更に造粒処理することで、配合原料が製造される。
この配合原料を、焼結パレットに装入することで、層厚が５００ｍｍ程度の充填層が形成される。そして、充填層の表面が点火バーナーにより点火される。点火時間は数十秒程度であり、充填層の表面が１３００℃程度にまで加熱される。点火完了後は、大気中の空気を充填層の表面から吸引させることで焼結化が開始される。
大気中の空気の吸引は、充填層の底部に位置する風箱により行われる。これにより、充填層内では、空気や焼結後の排ガスが上層から下層へと流れ、充填層中の燃焼は上層から下層へとゆっくりと進行してゆく。焼結は、３４分程度で終了する。

【0006】

商業用の焼結鉱製造設備（ドワイトロイド型（ＤＬ型）焼結機）においては、焼結パレットは連続無端に連結されている。配合原料が装入された焼結パレットは、焼結が完了するまでの時間で、点火炉をくぐり、水平方向に移動し、最終的に排鉱端にまで至り、焼結パレットから焼結ケーキが排出される。
この過程において、コークス中のカーボンは、充填層表面から吸引された空気によって燃焼される。これにより、充填層の燃焼領域の温度が上昇し、鉄鉱石と石灰石との焼結反応を生じさせることで焼結化が進行する。焼結化された焼結鉱組織は、主にヘマタイト（Ｆｅ_２Ｏ_３）、マグネタイト（ＦｅＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３）、カルシウムフェライト（ＣａＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３）、硅酸塩スラグ（２ＦｅＯ・ＳｉＯ_２）で形成されている。
焼結鉱組織中のＦｅＯ成分値は、配合原料のＦｅＯ成分値に大きな影響を受ける。このため、焼結過程で大幅なガス酸素ポテンシャルを変更しない限り、高ＦｅＯ成分の配合原料からは、低ＦｅＯ成分の焼結鉱を製造することは困難である。

【0007】

焼結鉱の製造方法として、焼結原料に細粒の石灰石を用い、造粒水分を通常よりも低下させるとともに、コークス燃焼反応進行中の焼結ベッド表面へ水分を供給することが開示されている（特許文献１）。特許文献１は、充填層中に存在するコークスのカーボンと供給する水を反応させて、ＣＯとＨ_２を生成させることで、還元雰囲気を強化してＮＯｘの生成を抑制するものである。

【0008】

また、焼結後の風箱排ガスを原料層上面に供給し、下方に吸引して焼結することが開示されている（特許文献２）。特許文献２では、中層部の燃焼時に低酸素濃度のガスを吸引させることでＮＯｘ生成を抑制させている。また、焼結過程後半の燃料の燃焼が完了した後の水蒸気を含むガスを吸引させることで、焼結層内の冷却速度を増加させ、焼結速度を増加させている。更に、焼結過程前半から中間時に、廃鉱部に近い後半部で排出される環境汚染物質が含まれるガスを吸引させることで、シンターケーキに環境汚染物質を吸着させ、その発生を抑制させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開昭６１−２０４３４６号公報

【特許文献2】特開平８−２６００６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかし、上記特許文献１の方法では、焼成中の還元雰囲気を強化し酸素ポテンシャルを低下させるので、焼結鉱成品中のＦｅＯ成分の濃度を上昇させる欠点がある。
また、上記特許文献２の方法では、酸素濃度が低い焼結後の風箱排ガスを原料層上面に供給するので、コークス燃焼が不完全燃焼となり易い。また、還元雰囲気が強化されるため、焼結鉱成品中のＦｅＯ濃度を上昇させる欠点がある。
このため、高ＦｅＯ成分の配合原料を用いて低ＦｅＯ成分の焼結鉱を製造する技術として、特許文献１，２の技術は単純には適用できない。

【0011】

本発明の目的は、高ＦｅＯ成分の配合原料を用いた場合であっても、低ＦｅＯ成分の焼結鉱を高歩留で製造し得る、焼結鉱製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
（１）ＦｅＯ成分が１０．０質量％以上の配合原料を用いてＦｅＯ成分が１０．０質量％以下の焼結鉱を製造する方法であって、充填層への表面点火後、焼結機の全ストランド長さに対し、焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の３０％の範囲内のみで、前記充填層の表面に、５ｋｇ／配合原料ｔ以上１８ｋｇ／配合原料ｔ以下の散布量で水蒸気を散布して焼結することを特徴とする焼結鉱製造方法。
（２）前記焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の２０％の範囲内のみで、前記充填層の表面に水蒸気を散布することを特徴とする（１）に記載の焼結鉱製造方法。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、マグネタイト系鉱石やスケールを多く配合するような高ＦｅＯ成分の配合原料を用いた場合であっても、低ＦｅＯ成分の焼結鉱を高歩留で製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】焼結におけるカーボンとＦｅＯ成分の燃焼挙動を示す図。

【図2】鍋試験装置及び焼結実験手順を示す図であり、図２（Ａ）は点火、図２（Ｂ）は水蒸気散布、図２（Ｃ）は水蒸気散布なしを示す。

【図3】水蒸気散布時期と成品ＦｅＯ量の関係を示す図。

【図4】水蒸気散布量と製品歩留並びに成品ＦｅＯ量の関係を示す図。

【図5】ＦｅＯ成分を変動させた配合原料と成品ＦｅＯ量の関係を示す図。

【図6】ＦｅＯ成分を変動させた配合原料と製品歩留の関係を示す図。

【図7】ＦｅＯ成分を変動させた配合原料と焼結生産率の関係を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態における焼結鉱製造方法は、ＦｅＯ成分が１０．０質量％以上の配合原料を用いてＦｅＯ成分が１０．０質量％以下の焼結鉱を製造する方法であり、充填層への表面点火後、焼結機の全ストランド長さに対し、焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の３０％の範囲内で、前記充填層の表面に水蒸気を散布して焼結することを特徴とする。

【0016】

配合原料としては、ＦｅＯ成分が１０．０質量％以上の配合原料を用いる。このうち、１５．０質量％以上のマグネタイト系鉱石を配合することが好ましい。１５．０質量％以上のマグネタイト系鉱石は、スケールなどに比べて粒径が細かく、かつ、多孔質であるので水蒸気との酸化反応が活発に起こる特徴を有している。また、スケールなどよりも微粉のマグネタイト系ペレットフィード（ＰＦ）による高ＦｅＯ原料を配合することが、水蒸気との酸化反応がより活発に起こるため、特に好ましい。

【0017】

本実施形態では、焼結時の所定の領域において、充填層の表面に水蒸気を散布することで焼結する。
焼結の際に吸引する空気は、大気中の空気が好ましい。例えば、上記特許文献２のように、焼結後の風箱排ガスの一部を循環して用いると、吸引する空気の酸素濃度は低くなるが、これは、カーボン燃焼やＦｅＯ成分の燃焼の妨げとなる。これにより、未燃焼カーボンや残留ＦｅＯ成分が増加し、焼結成品歩留が悪化するおそれがある。
焼結の際に吸引する空気と混合させるのは水蒸気である。水ミストなどの液体の水分では、水蒸気とするために大きな気化熱が必要となるためである。これに対して、水蒸気は、気化熱を必要としないため最適である。

【0018】

本実施形態では、充填層への表面点火後、焼結機の全ストランド長さに対し、焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の３０％の範囲内で、水蒸気を散布する。
一般に焼結鉱の工業生産においては、焼結パレットを連続無端に連結した、ＤＬ型焼結機が広く用いられている。これは焼結パレットを回分式に結合したもので、その焼結過程は１枚の焼結パレット内の挙動で代表される。焼結パレットには、配合原料を装入することで充填層が形成される。
焼結過程では、充填層の表面から１３００℃の燃焼排ガスを数十秒間吸引させる。これによって、充填層表面のコークス中のカーボンが点火される。その後、常温の空気を吸引させることで、継続的にコークスが燃焼され発熱する。これが焼結の熱源となる。また、同時に配合原料中のＦｅＯ成分も燃焼（酸化）されてＦｅ_２Ｏ_３となり、この酸化反応における発熱が熱源となることがある。

【0019】

充填層の任意点における焼結化反応過程では、常温の配合原料は上方から供給される高温燃焼排ガスによって昇温される。これにより、先ず３００℃以下で水分が蒸発し、次に６００℃以上でカーボンが燃焼発熱し、最後に１２００℃以上でＦｅＯ成分が燃焼発熱する。そして、カーボンとＦｅＯ成分の燃焼量が低下すると、表面から吸引される常温の空気によって冷却が開始される。
この焼結化反応過程では、カーボンの燃焼は概ね６００℃以上、かつ大きい燃焼速度で起こるのに対して、ＦｅＯ成分の燃焼は１２００℃以上の高温、かつ非常に緩慢な燃焼速度で起こる。このため、未燃焼カーボンは殆ど生じないが、未燃焼のＦｅＯ成分（即ち、成品ＦｅＯ）は多く残留する。
これらの燃焼挙動を反映して、充填層の高さ方向における燃焼部位は、点火完了から逐次、時間の経過とともに変化する。即ち、燃焼部位は、空気や水蒸気が吸引される上層から吸引出口の下層に向かって進行する。そして、最下層の床敷層に到達した時点で燃焼が完了する。層厚が５００ｍｍ程度の充填層の場合では、焼結は３４分間程度で完了する。

【0020】

本発明者らが、充填層内におけるカーボンとＦｅＯ成分の燃焼挙動の差を鋭意調査したところ、図１に示すような差が存在することが判明した。図１において、左側は、充填層内におけるカーボン燃焼前線とＦｅＯ成分の燃焼前線を示し、右側は、充填層内の（Ａ）位置、（Ｂ）位置及び（Ｃ）位置における温度分布を示している。
カーボンの燃焼では、燃焼開始温度が６００℃以上の低温でかつ燃焼速度が速いことから、図１左側の実線で示すように、上層から下層に向かって速い速度でカーボン燃焼前線が降下する特徴を有している。また、このカーボンの燃焼による、残留（未燃焼）カーボン量も少ない。
これに対して、ＦｅＯ成分の燃焼は、燃焼開始温度が１２００℃以上でかつ燃焼速度が遅く緩慢なことから、図１左側の破線で示すように、上層から下層に向かって遅い速度でＦｅＯ燃焼前線が降下する特徴を有している。そして、このＦｅＯ成分の燃焼による、残留（未燃焼）ＦｅＯ量も多い。
即ち、カーボンの燃焼前線とＦｅＯ成分の燃焼前線とでは、進行速度が異なり、焼結過程の初期段階（上層での燃焼）では、燃焼反応領域がほぼ重なっているが、中期段階（中層での燃焼）や、後期段階（下層での燃焼）では、徐々に両者の燃焼反応領域にずれが生じていることが判る。
従って、焼結過程の初期段階（上層での燃焼）に、酸素（空気）とともに水蒸気Ｈ_２Ｏを吸引させることで、カーボンとＦｅＯ成分は双方同時に酸化反応を起こし、酸化発熱反応が強化され、１２００℃以上の高温となって焼結鉱組織のＦｅＯ成分を低下させることができる。

【0021】

一方で、焼結過程の中期段階や焼結過程の後期段階においては、カーボンとＦｅＯ成分の燃焼発熱位置が乖離した状態である。このため、この状態で空気とともに水蒸気を吸引させてＦｅＯ成分の燃焼反応を促進させようと試みても、ＦｅＯ成分の燃焼は起こらず、図１右側の温度分布に示すように、温度は上昇せず、逆に１０００℃〜１２００℃の領域が拡大する。結果として、充填層の焼結した領域の冷却遅れによる生産性の低下やカーボン燃焼の妨害による成品ＦｅＯの上昇に繋がる。
即ち、充填層の表面から吸引される水蒸気は、まず上側に位置する高温のＦｅＯ成分が燃焼している領域で下記式（１）に示す反応で燃焼したのち、下側に位置するカーボンが燃焼している領域へとＨ_２になって移動する。
２ＦｅＯ＋Ｈ_２Ｏ → Ｆｅ_２Ｏ_３＋Ｈ_２ …（１）
上記式（１）に示す反応は、わずかな発熱反応であるため、この反応によってＦｅＯ成分が燃焼している領域に温度変化を生じさせることは僅かしかない。しかし、下側に位置するカーボンが燃焼している領域へとＨ_２を供給することになる。そして、供給されたＨ_２は、カーボンが燃焼している領域に向かう間に、ＦｅＯ成分が燃焼している領域とカーボンが燃焼している領域との間で、燃焼による発熱が起こってしまう（２Ｈ_２＋１/２Ｏ_２→Ｈ_２Ｏ）。そうすると、燃焼領域は高温とならずに、比較的低い温度が幅広い形で存在することになるため、燃焼温度の低下から、ＦｅＯ成分の燃焼も抑制される結果となる。

【0022】

従って、焼結過程で空気とともに水蒸気を吸引させて、ＦｅＯ成分を燃焼させるには、カーボン燃焼領域とＦｅＯ成分の燃焼領域との位置の乖離が少ない、初期段階（上層での燃焼）だけに限定する必要がある。この初期段階は、点火炉出側から２０％以上３０％以下の範囲内までのストランド位置が該当する。
なお、３０％を超える位置から排鉱端までの場所での水蒸気の散布は、上述したようにＦｅＯ成分の酸化促進にはあまり効果的でなく、酸化ゾーンが広く分散拡大し、逆に焼結ケーキの冷却に時間を要する結果となり好ましくない。
なお、ストランドの全領域で水蒸気を散布した場合には、初期段階（上層での燃焼）では改善するものの、中期段階（中層での燃焼）や後期段階（下層での燃焼）では、悪影響が顕著になり、総合的には改善されない結果となる。
このうち、水蒸気散布は、焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の２０％の範囲内で、実施することが好ましい。更に、点火炉出口側の２６％の範囲内が特に好ましい。

【0023】

なお、水蒸気の散布量は、５ｋｇ／原料乾量ｔ以上１８ｋｇ／原料乾量ｔ以下が好ましい。５ｋｇ／原料乾量ｔ未満ではＦｅＯ成分を十分に低減することができないおそれがある。他方、１８ｋｇ／原料乾量ｔを超えると、ＦｅＯ成分の酸化燃焼が活発化し過ぎてしまい、酸素濃度が低下する。このため、カーボン燃焼の妨害となり、逆に未燃焼カーボンや残留ＦｅＯ成分が増加し焼結成品歩留が悪化するおそれがある。
水蒸気の散布は、上記範囲内において、連続的に実施してもよいし、間欠的に実施してもよい。

【0024】

このように、本実施形態の焼結鉱製造方法では、高ＦｅＯ成分の配合原料から１０質量％以下の低ＦｅＯ成分と良歩留の焼結鉱を高生産率で製造することができる。

【実施例】

【0025】

次に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
（焼結原料）
実験に用いた焼結原料の配合比率を以下の表１に示す。配合１はＦｅＯ成分を１０％以下とした原料である。配合２はスケールを多く配合し、ＦｅＯ成分を１０．５％とした原料である。配合３はマグネタイト系ＰＦとスケールを配合し、ＦｅＯ成分を１０．５％とした原料である。配合４はマグネタイト系ＰＦを配合し、ＦｅＯ成分を１３．０％とした原料である。配合５はマグネタイト系ＰＦを配合し、ＦｅＯ成分を１７．２０％とした原料である。

【0026】

【表1】

【0027】

（鍋試験装置）
鍋試験装置及び焼結実験手順を図２に示す。図２（Ａ）は点火、図２（Ｂ）は水蒸気散布、図２（Ｃ）は水蒸気散布なし（空気吸引のみ）を示している。なお、鍋試験装置には、内径１００ｍｍで層高５００ｍｍの試験が可能な小型焼結鍋試験装置と、内径３００ｍｍで層高５００ｍｍの試験が可能な中型焼結鍋試験装置を用いた。
焼結鍋１は、筒状に形成され、その内底部には通気が可能なグレート２が設けられている。また、焼結鍋１の下部には吸引可能な風箱３が設置されている。この風箱３には、吸引したガスを排気する排ガス配管４が接続されている。なお、排ガス配管４には、吸引した焼結排ガスの温度を測定する図示しない温度センサーが設けられている。そして、焼結鍋１の内部に、配合原料を装入することで充填層５が形成される。なお、点火、水蒸気散布、水蒸気散布なしのいずれにおいても、風箱３により空気が吸引され、排ガス配管４から吸引したガスが排気される。
図２（Ａ）に示すように、点火する際には、焼結鍋１の上部には点火バーナー６が設置される。また、水蒸気散布する際には、焼結鍋１の上部からは点火バーナー６が撤去され、代わりに、図２（Ｂ）に示すように、焼結鍋１の上部に水蒸気散布用フード７が設置される。水蒸気散布用フード７には、水蒸気を供給するための水蒸気供給管８と、空気を供給するための空気供給管９がそれぞれ接続されている。なお、水蒸気散布しないときには、図２（Ｃ）に示すように、焼結鍋１の上部には、点火バーナー６や水蒸気散布用フード７などは特に何も設置しない。

【0028】

（焼結実験手順）
図２（Ａ）から図２（Ｃ）までは、焼結鍋試験装置を使用した焼結実験の手順を示している。
配合原料は、内径６００ｍｍ、長さ８００ｍｍのバッチ式円筒型ドラムミキサーにより４分間混合し、水分を添加して４分間造粒した。
図２に示す焼結鍋１に、造粒した配合原料を７．１ｋｇ乾量（約５００ｍｍ層厚）で装入し、焼結鍋１中に充填層５を形成した。
焼結鍋１への配合原料装入後は、図２（Ａ）に示すように、焼結鍋１の上部に点火バーナー６を設置し、焼結鍋１の下部に設置された風箱３から１０ｋＰａで吸引しながら、充填層５の表面を点火バーナー６により１分間加熱した。
点火完了後は、図２（Ｂ）に示すように、焼結鍋１の上部から点火バーナー６を撤去し、直ちに水蒸気散布用フード７を設置した。そして、水蒸気供給管８から水蒸気を、空気供給管９から空気をそれぞれ水蒸気散布用フード７内に供給することで、充填層５の表面に水蒸気を散布し、充填層５の表面から、空気と水蒸気の混合ガスを所定の時間吸引させた。
水蒸気散布後は、図２（Ｃ）に示すように、水蒸気の供給を停止するとともに、焼結鍋１の上部から水蒸気散布用フード７を撤去し、風箱３による吸引によって、空気だけを吸引して焼結を実施した。
排ガス配管４に設置した図示しない温度センサーによる測定で、焼結排ガスの温度が最大を示した後は、その３分後に吸引を停止し、得られた焼結ケーキを自然放置で冷却した。
冷却後の焼結ケーキは図示しない落下試験装置に投入して、４回落下させて粉砕した後、粉砕物を５ｍｍ角の篩で分級し、５ｍｍ上を焼結鉱成品として成品歩留及びＦｅＯ成分値を評価した。

【0029】

＜実施例１＞
配合４の焼結原料と小型焼結鍋試験装置を用い、水蒸気散布の位置の違いによる効果を確認する実験を実施した。
焼結を、前期区間（点火完了後０．３分〜８分）、中期区間（点火完了後８分〜２０分）及び後期区間（点火完了後２０分〜３０分）の３つの区間に分け、水蒸気を散布する区間を、上記３つの区間でそれぞれ行った。水蒸気散布量は、１７ｋｇ／原料乾量ｔとした。また、併せて、水蒸気を散布する区間を設けない実験についても実施した。実験結果を図３に示す。
なお、水蒸気を散布する区間を中期区間とした場合には、図２（Ａ）に示す点火、図２（Ｃ）に示す水蒸気散布なし、図２（Ｂ）に示す水蒸気散布、図２（Ｃ）に示す水蒸気散布なしの順に実施した。また、水蒸気を散布する区間を後期区間とした場合には、図２（Ａ）に示す点火、図２（Ｃ）に示す水蒸気散布なし、図２（Ｂ）に示す水蒸気散布の順に実施した。水蒸気を散布する区間を設けない場合には、図２（Ａ）に示す点火、図２（Ｃ）に示す水蒸気散布なしの順に実施した。

【0030】

鍋試験は、商用のＤＬ型焼結機のように、焼結パレットが連続移動するものではないが、ＪＩＳ／ＩＳＯ規格に制定されている焼結現象をシミュレートできる試験方法である。この場合、パレットに相当する鍋本体は移動しないが、下記の式（Ｆ１）を用いて、点火開始からの経過時間をストランド位置に換算することができる。
ストランド相対位置Ｘ（％）＝点火開始からの経過時間ｔ／焼結完了時間 …（Ｆ１）

【0031】

焼結完了までの時間を３４分間とした場合の、点火開始からの経過時間とストランドの相対位置を以下の表２に示す。
なお、下記表２に示すストランド相対位置は、点火開始からの経過時間における位置である。このため、点火完了後からの経過時間におけるストランド相対位置を求める場合には、下記の式（Ｆ１）から算出されるストランド相対位置から、経過時間が点火完了後におけるストランド相対位置を引く必要がある。

【0032】

【表2】

【0033】

図３に示すように、水蒸気散布した全ての例で、水蒸気散布なしの例に比べてＦｅＯ成分量が低下した。また、水蒸気散布した例をそれぞれ比較すると、前期区間で水蒸気散布した例について、成品ＦｅＯ量が大きく低減される結果が得られた。この結果から、水蒸気散布は、焼結の前期区間において実施することが最も効果的であることが確認された。

【0034】

＜実施例２＞
配合４の焼結原料と小型焼結鍋試験装置を用い、水蒸気を散布する焼結区間を前期区間（点火完了後０．３分〜８分）に限定し、水蒸気散布量の違いによる効果を確認する実験を実施した。水蒸気散布量を以下の表３に示す。また、実験結果を図４に示す。

【0035】

【表3】

【0036】

図４に示すように、水蒸気散布量が１８ｋｇ／原料乾量ｔを越えるあたりから、成品ＦｅＯ量が上昇し、製品歩留まりが低下する結果となった。その理由としては、カーボンとＦｅＯ成分の双方を燃焼させる酸素濃度不足からか、双方の燃焼が不安定になった結果、未燃焼カーボンや残留ＦｅＯ成分が増加したものと推察される。また、燃焼温度の低下によって成品歩留が低下するとともに、低ＦｅＯ成分化への効果がなくなったものと推察される。

【0037】

＜実施例３＞
配合１〜配合５の焼結原料と中型焼結鍋試験装置を用い、焼結原料の違いによる効果を確認する実験を実施した。水蒸気散布量を以下の表４に示す。実験結果を図５、図６及び図７に示す。

【0038】

【表4】

【0039】

図５に示すように、ＦｅＯ成分が１０質量％以上配合されている配合２〜配合５の焼結原料を使用した場合、得られる焼結鉱の成品ＦｅＯ量は、水蒸気を散布しない焼結方法では、焼結原料に含有するＦｅＯ成分量に相応する結果となった。一方で、水蒸気の散布を実施した焼結方法では、成品ＦｅＯ量を１０質量％以下にすることができることが確認された。
また、図６及び図７に示すように、水蒸気の散布を実施することにより、成品歩留及び生産率の向上が確認できる。
なお、ヘマタイト系ＰＦやスケールを多く配合した高ＦｅＯ成分の配合原料（配合２）よりも、マグネタイト系ＰＦを多く配合した高ＦｅＯ成分の配合原料（配合３〜配合５）の方が微細多孔質鉱でＦｅＯ成分の燃焼が促進され、成品歩留が高く、望ましい様態であることがいえる。

【符号の説明】

【0040】

１…焼結鍋、２…グレート、３…風箱、４…排ガス配管、５…充填層、６…点火バーナー、７…水蒸気散布用フード、８…水蒸気供給管、９…空気供給管。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】