特許 6772935 焼結鉱の製造方法および焼結鉱の製造装置

(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】6772935

(24)【登録日】2020年10月5日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】焼結鉱の製造方法および焼結鉱の製造装置

(51)【国際特許分類】

   C22B 1/16 20060101AFI20201012BHJP

【ＦＩ】

   C22B1/16 B

   C22B1/16 K

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-72932(P2017-72932)

(22)【出願日】2017年3月31日

(65)【公開番号】特開2018-172760(P2018-172760A)

(43)【公開日】2018年11月8日

【審査請求日】2019年11月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(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

【審査官】 祢屋 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１０４９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１４８５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２５６３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０６０２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２３９５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０６０９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２００００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−０９８４０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｂ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも鉄源を含む焼結用原料を造粒して焼結用造粒物を得る、焼結用原料造粒工程と、
篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の炭材、および篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の石灰源を含む炭材造粒物を造粒する炭材造粒工程と、
前記炭材造粒物を装入シュートに直接投入し、同時に前記焼結用造粒物をサージ槽から前記装入シュートに投入することにより、前記炭材造粒物および前記焼結用造粒物を前記装入シュート上で混合してパレット上に装入する装入工程と、
を実施することを特徴とする焼結鉱の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の焼結鉱の製造方法であって、
前記炭材造粒工程は、
予め炭材を、篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩で分級する分級工程と、
前記分級工程の篩下と、篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の石灰源とを造粒して第１の炭材造粒物を製造する第１の炭材造粒工程を実施することを特徴とする、焼結鉱の製造方法。

【請求項3】

請求項２に記載の焼結鉱の製造方法であって、
前記分級工程の篩上と、篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の石灰源とを造粒した第２の炭材造粒物を製造する第２の炭材造粒工程と、
前記焼結用造粒物を前記サージ槽に投入する前に、前記第２の炭材造粒物を添加する添加工程と、
を実施することを特徴とする焼結鉱の製造方法。

【請求項4】

前記炭材造粒物が前記焼結用原料を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の焼結鉱の製造方法。

【請求項5】

少なくとも鉄源を含む焼結用原料を造粒して焼結用造粒物を製造する造粒部と、
前記焼結用造粒物を貯留するサージ槽と、
篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の炭材、および篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の石灰源を含む炭材造粒物を造粒する炭材造粒部と、
前記焼結用造粒物、および前記炭材造粒物が装入されるパレットと、
前記焼結用造粒物、および前記炭材造粒物を前記パレットに装入する際のガイドとなる装入シュートと、
前記炭材造粒物を前記装入シュートに直接投入する炭材投入部と、
前記焼結用造粒物をサージ槽から前記装入シュートに投入する焼結用造粒物投入部と、
前記パレットに装入された前記焼結用造粒物および前記炭材造粒物を焼結する点火炉と、
を備えることを特徴とする焼結鉱の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、焼結鉱の製造方法および焼結鉱の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

高炉原料用の焼結鉱は、鉱石、スケールなどの雑原料（以下、鉱石と雑原料を総称して鉄源と言う）、炭材、石灰石等の副原料を焼結して製造されるものであり、具体的には、以下の手順で製造される。
まず、鉱石、副原料、炭材、返鉱を造粒機を用いて水で造粒して、焼結用配合原料を得る。

【0003】

次に、配合原料を焼結機のパレット上に装入して充填層を形成し、バーナーで充填層の上面に着火する。着火により、充填層内の炭材が燃焼し、燃焼帯を形成する。さらにパレットの下方からパレット内の空気を吸引する。燃焼帯は、吸引によって充填層の上層から下層に進行する。燃焼帯では、燃焼熱によって周囲の造粒物（擬似粒子とも言う）が昇温されて部分的に溶融し、その融液により造粒物の間が架橋されて焼結し、焼結鉱が製造される。製造された焼結鉱はパレットから排鉱され、クラッシャーによって粉砕されて、篩で整粒される。篩上が焼結鉱となり、篩下は返鉱として焼結原料に戻される。

【0004】

このような焼結鉱の製造方法は、安価で、大量に、かつ簡単に、粉粒状の焼結原料を塊成化できる。一方で、この製造方法は、焼結時に炭材が燃焼するため、窒素酸化物（ＮＯ_x）を含む排ガスを放出する。そのため、ＮＯ_xの発生を抑制する必要がある。

【0005】

特許文献１、２には、焼結鉱製造時のＮＯ_x発生を抑制するため、炭材に石灰源を添加し混合・造粒した炭材造粒物の一種であるＬＣＣ（Lime Coating Coke）を使用する技術が記載されている。
特許文献１、２では炭材とＣａＯとＦｅＯ_xが近接配置された一個の造粒物になっており、炭材燃焼時に発生するＮＯ_xを、燃焼により生成したＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃が分解すると記載されている。
特許文献１、２では、ＬＣＣから石灰被覆が剥離するのを防止し、かつ原料と炭材を均一に混合するために、ＬＣＣ以外の原料を造粒した後にＬＣＣを添加し混合・造粒する、後添加が好ましいとしている。
このように、焼結鉱の製造においては、一部の造粒物の剥離や崩壊を防ぎ、原料を均一に混合する方法が必要になる場合がある。

【0006】

特許文献３はＬＣＣを使用する技術ではないが、コークス外装振動造粒ペレットが焼結機のパレット上で崩壊するのを防ぐために、常法により製造された原料粒子とは別に装入シュートに流下させる技術が記載されている。

【0007】

特許文献４もＬＣＣを使用する技術ではないが、原料充填層の上層に脆化層が形成されるのを防止するために、焼結原料を装入シュートから移動パレット上に充填するに際し、装入シュート上で固体燃料を新たに添加する技術が記載されている。

【0008】

特許文献５もＬＣＣを使用する技術ではないが、焼結補助燃料を焼結原料とは別にパレット上に装入する技術が記載されている。

【0009】

特許文献６もＬＣＣを使用する技術ではないが、焼結パレットの幅方向にわたって伸びた筒体に粉体を筒体長手方向に押し出して、筒体側面に設けた長手方向に分布した複数の紛体切り出し孔から装入シュートに切り出す技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】国際公開第２０１１／１２９３８８号

【特許文献2】特開２０１６−１０４９０１号公報

【特許文献3】特開平０５−１４８５５７号公報

【特許文献4】特開２０００−２５６７５７号公報

【特許文献5】特許第２９８２１２８号明細書

【特許文献6】特開２０００−０９６１５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

特許文献１〜６に記載の技術は、一部の造粒物が被覆されている場合に、剥離や崩壊を防ぎ、原料を均一に混合できるという点では有用である。特に、特許文献１、２に記載の技術は焼結鉱製造時のＮＯ_x発生を抑制できる点で有用である。
しかしながら、炭材造粒物の造粒強度が不十分な場合は、これらの技術を用いても炭材造粒物のＮＯ_x抑制効果が充分に発揮されない場合があった。

【0012】

本発明は、炭材造粒物の造粒強度が不十分な場合でも、炭材造粒物のＮＯ_x抑制効果を充分に発揮できる、焼結鉱の製造方法および焼結鉱の製造装置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】

【0013】

本発明に係る焼結鉱の製造方法は、少なくとも鉄源を含む焼結用原料を造粒して焼結用造粒物を得る、焼結用原料造粒工程と、篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の炭材、および篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の石灰源を含む炭材造粒物を造粒する炭材造粒工程と、前記炭材造粒物を装入シュートに直接投入し、同時に前記焼結用造粒物をサージ槽から前記装入シュートに投入することにより、前記炭材造粒物および前記焼結用造粒物を前記装入シュート上で混合してパレット上に装入する装入工程と、を実施することを特徴とする。
本発明によれば、造粒強度が不十分なＰ型を含む炭材造粒物を、他の焼結用原料とは別に、装入シュートに直接投入する。そのため、造粒からパレットへの装入までの間に、炭材造粒物が他の造粒物と接触する機会を、極力減らすことができ、接触による炭材造粒物の崩壊を防ぐことができる。
よって、炭材造粒物の造粒強度が不十分な場合でも、炭材造粒物のＮＯ_x抑制効果を充分に発揮できる。

【0014】

本発明では、前記炭材造粒工程は、予め炭材を、篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩で分級する分級工程と、前記分級工程の篩下と、篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の石灰源とを造粒して第１の炭材造粒物を製造する第１の炭材造粒工程を実施するのが好ましい。
この発明によれば、炭材造粒工程でＰ型の炭材造粒物（第１の炭材造粒物）を造粒する。そのため、造粒強度が不十分なＰ型の炭材造粒物が他の造粒物と接触する機会を極力減らすことができ、接触による炭材造粒物の崩壊を防ぐことができる。

【0015】

本発明では、前記分級工程の篩上と、篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の石灰源とを造粒した第２の炭材造粒物を製造する第２の炭材造粒工程と、前記焼結用造粒物を前記サージ槽に投入する前に、前記第２の炭材造粒物を添加する添加工程と、を実施するのが好ましい。
この発明によれば、比較的強度の高い炭材造粒物であるＣ型（第２の炭材造粒物）を、Ｐ型の炭材造粒物の製造時の炭材の篩下を用いて製造し、サージ槽前で焼結用造粒物に添加する。そのため、装入シュートに直接投入する炭材造粒物の量をＰ型のみに削減でき、装入シュートへの投入設備を簡素化できる。

【0016】

本発明では、前記炭材造粒物が前記焼結用原料を含んでもよい。
この発明によれば、Ｐ型の炭材造粒物を含む原料であれば、組成を問わずに装入シュートに直接投入する。そのため、造粒からパレットへの装入までの間にＰ型の炭材造粒物が他の造粒物と接触する機会を極力減らすことができ、接触による崩壊を防ぐことができる。

【0017】

本発明に係る焼結鉱の製造装置は、少なくとも鉄源を含む焼結用原料を造粒して焼結用造粒物を製造する造粒部と、前記焼結用造粒物を貯留するサージ槽と、篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の炭材、および篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の石灰源を含む炭材造粒物を造粒する炭材造粒部と、前記焼結用造粒物、および前記炭材造粒物が装入されるパレットと、前記焼結用造粒物、および前記炭材造粒物を前記パレットに装入する際のガイドとなる装入シュートと、前記炭材造粒物を前記装入シュートに直接投入する炭材投入部と、前記焼結用造粒物をサージ槽から前記装入シュートに投入する焼結用造粒物投入部と、前記パレットに装入された前記焼結用造粒物および前記炭材造粒物を焼結する点火炉と、を備えることを特徴とする。

【0018】

本発明によれば、造粒強度が不十分なＰ型の炭材造粒物を含む造粒物を、他の焼結用原料とは別に、装入シュートに直接投入する。そのため、造粒からパレットへの装入までの間に炭材造粒物が他の造粒物と接触する機会を極力減らすことができ、接触による炭材造粒物の崩壊を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る焼結装置を示す模式図。

【図2】図１のサージ槽付近の図。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る焼結方法の手順を示すフロー図。

【図4】本発明の第２の実施形態に係る焼結装置を示す模式図であって、サージ槽付近の図。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る焼結方法の手順を示すフロー図。

【図6】実施例で用いた焼結試験装置を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

＜発明の背景＞
まず、本発明の背景について説明する。
特許文献１、２に記載のように、焼結鉱製造時のＮＯ_x発生を抑制するため、炭材に石灰源を添加し混合・造粒して炭材造粒物とする技術は公知である。
一方で、炭材造粒物は、原料である炭材と石灰源の粒度によって、Ｐ型とＣ型という異なる構造になることを本発明者は見出した。
本発明者はさらに、Ｐ型の炭材造粒物の方がＣ型の炭材造粒物よりも造粒強度が弱く、崩壊しやすいことも見出した。これは、Ｃ型の炭材造粒物が、核粒子を微粉が被覆した構造であるのに対し、Ｐ型の炭材造粒物は、核粒子がなく、微粉のみで粒化した構造であるためと考えられた。

【0021】

よって、Ｐ型の炭材造粒物を含む炭材造粒物が他の造粒物と接触する機会を、極力減らすことにより、接触による崩壊を防ぐことができ、焼結鉱製造時のＮＯ_x発生を抑制できるのではないかと本発明者は考えた。

【0022】

そこで、本発明者は焼結鉱の製造の際に、Ｐ型との炭材造粒物を含む炭材造粒物を試験的に、装入シュートに直接投入した。その結果、Ｐ型の炭材造粒物の崩壊を防ぐことができ、焼結鉱製造時のＮＯ_x発生を抑制できることを見出し、本発明をするに至った。
以上が本発明の背景である。

【0023】

以下、図面に基づき、本発明に好適な実施形態について、詳細に説明する。
最初に、図１および図２を参照して、第１の実施形態に係る焼結鉱製造装置の概略構成について、説明する。

【0024】

図１および図２に示す焼結鉱製造装置１００は、鉄源としての鉄鉱石の焼結を行うＤＬ（ドワイトロイド）型焼結装置である。
図１に示すように、焼結鉱製造装置１００は、パレット台車群１２、原料配合装置５０、原料装入装置６０、炭材造粒部７０、点火炉１３、風箱群１４、ブロア１５、クラッシャー１８、クーラー１９、篩２０を有する。

【0025】

パレット台車群１２は、焼結用造粒物８（焼結用配合原料の造粒物）が装入されるパレットに車輪を設けた台車を、連結したものである。パレット台車群１２は連続無端に連結されており、図示しない駆動装置を用いて連続的に駆動している。

【0026】

原料配合装置５０は、焼結用造粒物８の配合・造粒を行う部分である。
原料配合装置５０は、原料銘柄別に設けられた複数の貯留槽からなる貯留槽群１、集合コンベア４、ドラムミキサー６、給水ノズル７、ベルトコンベア９を有する。

【0027】

貯留槽は鉄鉱石、雑原料、副原料、炭材、返鉱などのそれぞれの焼結原料を貯留する装置である。

【0028】

各貯留槽に貯留された原料は、その下端に備えられた定量切り出し装置（不図示）によって、一定流量で集合コンベア４上に排出される。これによって、集合コンベア４の下流端では、各原料が所定の比率で配合された原料（造粒前配合原料）が形成される。

【0029】

ドラムミキサー６は造粒前配合原料を水で造粒する。給水ノズル７は造粒の際にドラムミキサー６内に注水するノズルであり、注水口がドラムミキサー６の内部に向けられる。造粒効果を高めるために、バインダーとして生石灰などを副原料の一部に使用する場合がある。

【0030】

ベルトコンベア９は、造粒した焼結用造粒物８を、ドラムミキサー６から原料装入装置６０へ搬送するコンベアである。

【0031】

原料装入装置６０は、焼結用造粒物８をパレット台車群１２に装入する装置である。
図１および図２に示すように、原料装入装置６０は、サージ槽１０、ロールフィーダー１０Ａ、装入シュート１１を有する。
サージ槽１０は、パレット台車群１２に装入する直前の焼結用造粒物８を貯留する、ホッパーである。
ロールフィーダー１０Ａは、サージ槽１０から焼結用造粒物８を切り出す原料切り出し装置であり、ここでは回転式のフィーダー（焼結用造粒物投入部）である。

【0032】

装入シュート１１は、パレット台車群１２の所定の位置に焼結用造粒物８を装入する、傾斜した板状のガイドである。

【0033】

図１および図２に示すように、炭材造粒部７０は、炭材貯留部３１、石灰石貯留部３９、炭材造粒ミキサー３５、炭材造粒物供給装置６Ａを備える。
炭材貯留部３１、石灰石貯留部３９はそれぞれ炭材造粒物の原料である炭材、石灰石を貯留する装置である。
炭材造粒ミキサー３５は炭材と石灰石を混合し、炭材造粒物８Ａを造粒する装置である。

【0034】

炭材造粒物供給装置６Ａ（炭材投入部）は、炭材造粒物８Ａをパレット台車群１２に装入する部分である。炭材造粒物供給装置６Ａは、炭材造粒物８Ａが崩壊しにくい構造であるのが好ましい。このような構造としては、特許文献５に記載のスリップスティックコンベアが挙げられる。炭材造粒物供給装置６Ａは、装入シュート１１の上方で、且つロールフィーダー１０Ａよりも上側に設けられている。

【0035】

点火炉１３は、パレット台車群１２に装入した原料の表層に点火する炉である。点火炉１３は例えばガス燃料を高温燃焼させる炉である。
風箱群１４は、パレット台車群１２の下方からパレット台車群１２内の空気を吸引することにより、装入した原料を上層から下層に向けて焼結させ、焼結ケーキ１７を得る部材である。

【0036】

風箱群１４は、例えば上下端が開放された複数の箱が、パレット台車群１２の下方に、パレット台車群１２の移動方向に沿って配列されたものである。風箱群１４はブロア１５に接続されている。

【0037】

ブロア１５は風箱群１４内を吸引する機材であり、風箱群１４に接続されている。
クラッシャー１８は、焼結ケーキ１７を粗粉砕する。
クーラー１９は、粗粉砕された焼結ケーキ１７を冷却する装置である。
篩２０は粗粉砕された焼結ケーキ１７を分級し、篩上を焼結鉱として高炉に送る。篩下は返鉱として再度焼結原料とする。
以上が第１の実施形態に係る焼結鉱製造装置１００の概略構成の説明である。

【0038】

次に、第１の実施形態に係る焼結鉱製造装置１００を用いた焼結鉱製造方法について、図１〜図３を参照して説明する。

【0039】

まず、焼結原料を組成に基づき分類する（図３のＳ０）。
焼結原料のうち次に述べるＳ２以外の原料は、原料配合装置５０を用いて造粒して焼結用造粒物８とする（図３のＳ１、焼結用原料造粒工程）。排ガス中のＮＯ_xの値が目標値の範囲内であれば、炭材を含んでもよい。

【0040】

焼結原料が炭材である場合、炭材造粒部７０を用いて炭材と石灰源から炭材造粒物８Ａを造粒する（図３のＳ２、炭材造粒工程）。

【0041】

第１の実施形態では、Ｓ２において、炭材造粒物８Ａとして、Ｐ型を含む炭材造粒物８Ａを製造する。具体的には特許文献１、２に記載の炭材造粒物を例示できる。

【0042】

ここで、炭材造粒物８Ａの構造について、より詳細に説明する。
焼結用の炭材は通常、平均粒径３ｍｍ以下に粉砕された粉コークスである。焼結用の石灰源は、石灰石や消石灰（生石灰の消化物を含む）であり、前者は平均粒径３ｍｍ以下に粉砕される。後者は平均粒径１ｍｍ以下である。

【0043】

焼結用原料の粒子は、造粒処理後、付着粉、中間粒子、核粒子のいずれかとして挙動する。通常、付着粉と中間粒子との境界粒度は０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍ、中間粒子と核粒子との境界粒度は１ｍｍ〜２ｍｍとされる。しかしながら、付着粉のみで構成されるＰ型造粒物は、ある程度の中間粒子を取り込んで造粒物となり得る。そのため、Ｐ型造粒物を製造する際の原料の粒子の上限の直径をＰ型上限粒度と呼ぶとき、Ｐ型上限粒度は０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下と上側に幅を持つ。
粉コークス（３ｍｍ以下）と消石灰（１ｍｍ以下）とを造粒することで得られる炭材造粒物は以下の３種類を含む。
（１）炭材を核として、消石灰と炭材の混合物を付着粉とする、Ｃ型構造の炭材造粒物。
（２）Ｐ型上限粒度以下の粒度の炭材と消石灰の混合物からなるＰ型構造の炭材造粒物。
（３）炭材の単独粒子。

【0044】

粉コークス（３ｍｍ以下）と石灰石（３ｍｍ以下）とを造粒することで得られる炭材造粒物は、以下の４種類となる。
（Ａ）炭材を核として、炭材と石灰石との混合物を付着粉とする、Ｃ型構造の炭材造粒物。
（Ｂ）石灰石を核として、炭材と石灰との混合物を付着粉とする、Ｃ型構造の石灰石造粒物。
（Ｃ）Ｐ型上限粒度以下の粒度の炭材と石灰石の混合物からなるＰ型構造の炭材造粒物。
（Ｄ）粉コークスまたは石灰石の単独粒子。

【0045】

これらの炭材造粒物をまとめると、Ｐ型構造の炭材造粒物とは、Ｐ型上限粒度、すなわち、篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の炭材、および同様の石灰源を含む炭材造粒物である。
Ｃ型構造の炭材造粒物とは、篩分け分級点が１ｍｍ以上、２ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩上の炭材と、篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の炭材および石灰源とを含む炭材造粒物である。または、篩分け分級点が１ｍｍ以上、２ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩上の石灰源と、篩分け分級点が０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下の炭材および石灰源を含む炭材造粒物である。

【0046】

炭材造粒物８Ａは必ずしも炭材と石灰源のみである必要はない。炭材、石灰源以外の焼結用原料を、ＮＯ_x低減作用を消滅させない範囲で含んでもよい。

【0047】

次に、炭材造粒物８Ａを、炭材造粒物供給装置６Ａを用いて、装入シュート１１に直接投入する（図３のＳ３、装入工程）。
同時に、焼結用造粒物８を、サージ槽１０からロールフィーダー１０Ａで切り出して装入シュート１１に投入する（図３のＳ４、装入工程）。

【0048】

このように、Ｐ型構造を含む炭材造粒物８Ａを装入シュート１１上から直接投入することによって、炭材造粒物８Ａの崩壊が防止され、ＮＯ_x低減効果が充分に発揮される。
さらに、Ｓ３とＳ４は同時に行われるため、焼結用造粒物８と炭材造粒物８Ａは装入シュート１１上で混合され、パレット台車群１２に装入される。炭材造粒物８Ａの割合は、焼結用造粒物８に対して外数で３〜５質量％程度の微量であるため、装入シュート１１上で十分に焼結用造粒物８と混合できる。
以上が、第１の実施形態に係る焼結鉱製造装置１００を用いた焼結鉱製造方法の説明である。

【0049】

このように、第１の実施形態によれば、造粒強度が不十分なＰ型の炭材造粒物を含む造粒物を、他の焼結用原料とは別に、装入シュート１１に直接投入する。そのため、造粒からパレットへの装入までの間に、炭材造粒物８Ａが他の造粒物と接触する機会を極力減らすことができ、接触による崩壊を防ぐことができる。

【0050】

次に、第２の実施形態について、図４および図５を参照して説明する。
第２の実施形態は、第１の実施形態において、Ｃ型とＰ型の炭材造粒物を別々に造粒し、別の場所に投入するものである。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、説明を省略する。

【0051】

まず、図４を参照して第２の実施形態に係る焼結鉱製造装置の概略構成について説明する。
図４に示すように、焼結鉱製造装置１００Ａは、篩３３、Ｃ型炭材造粒ミキサー３７、Ｃ型炭材供給部６Ｂをさらに備える。

【0052】

篩３３は、炭材貯留部３１から供給される炭材を分級する篩である。
Ｃ型炭材造粒ミキサー３７は、篩３３の篩上の炭材と石灰石貯留部３９から供給される石灰源を造粒して、Ｃ型の炭材造粒物８Ｃ（第２の炭材造粒物）を造粒する装置である。
Ｃ型炭材供給部６Ｂは、Ｃ型の炭材造粒物８Ｃをベルトコンベア９に投入するコンベアであり、スリップスティックコンベアが好ましい。

【0053】

第２の実施形態では、炭材造粒ミキサー３５は、篩３３の篩下の炭材と石灰石貯留部３９から供給された石灰源を造粒して、Ｐ型の炭材造粒物８Ｂ（第１の炭材造粒物）を造粒する。
以上が第２の実施形態に係る焼結鉱製造装置１００Ａの概略構成の説明である。

【0054】

次に、第２の実施形態に係る焼結鉱製造装置１００Ａを用いた焼結鉱製造方法について、図４および図５を参照して説明する。

【0055】

まず、焼結原料を組成に基づき分類する（図５のＳ１１）。
焼結原料が炭材以外の場合、原料配合装置５０を用いて焼結原料を造粒して焼結用造粒物８を得る（図５のＳ１２）。

【0056】

焼結原料が炭材である場合、炭材貯留部３１から篩３３に炭材を供給し、分級する（図５のＳ１３、分級工程）。篩分け分級点は０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下である。
次に、篩３３の篩下の炭材と石灰源を造粒してＰ型の炭材造粒物８Ｂを造粒する（図５のＳ１４、第１の炭材造粒工程）。

【0057】

次に、篩３３の篩上の炭材と石灰源を造粒してＣ型の炭材造粒物８Ｃを造粒する（図５のＳ１５、第２の炭材造粒工程）。この石灰源の上限粒度は、核となる炭材への被覆を効率的に行なうために、０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下の篩を用いて得られる篩下が好ましく、具体的な粒度は０．２５ｍｍ以下が最も好ましい。
Ｃ型の炭材造粒物８Ｃは、Ｃ型炭材供給部６Ｂを用いて、ベルトコンベア９を介してサージ槽１０の前で焼結用造粒物８に添加する（図５のＳ１６、添加工程）。

【0058】

次に、炭材造粒物供給装置６Ａ（図２参照）を用いて、Ｐ型の炭材造粒物８Ｂを装入シュート１１に直接投入する（図５のＳ１７）。
同時に、Ｃ型炭材供給部６Ｂが添加された焼結用造粒物８を、ロールフィーダー１０Ａで切り出して装入シュート１１に投入する（図５のＳ１８）。

【0059】

Ｃ型の炭材造粒物８Ｃは、Ｐ型の炭材造粒物８Ｂよりも崩壊し難いので、焼結用造粒物８に添加してサージ槽１０に投入しても、ＮＯ_x低減効果は充分得られる。よって、第２の実施形態では、Ｃ型の炭材造粒物８Ｃを焼結用造粒物８にサージ槽１０の前で添加する。
また、Ｃ型の炭材造粒物８Ｃをサージ槽１０の前で添加することにより、Ｐ型の炭材造粒物８Ｂのみが装入シュート１１から直接投入される。そのため、炭材造粒物供給装置６Ａを小型化、簡素化できる。

【0060】

以上が、第２の実施形態に係る焼結鉱製造装置１００Ａを用いた焼結鉱製造方法の説明である。

【0061】

このように、第２の実施形態では、Ｃ型の炭材造粒物８Ｃをサージ槽１０前で焼結用造粒物８に添加する。Ｐ型の炭材造粒物８Ｂは装入シュート１１に直接投入する。そのため、炭材造粒物供給装置６Ａを小型化、簡素化できる。

【実施例】

【0062】

以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されない。
（予備試験）
まず、焼結鉱の製造工程において、炭材造粒物が崩壊に至る外力を受ける可能性が高い場所はどこなのかを、予備試験で調査した。
具体的には、図６に示す、ＤＬ型焼結機を模した焼結試験装置２００を用いて、炭材造粒物が混合・搬送過程で受ける混合時間を、加速度計を用いて調査した。

【0063】

焼結試験装置２００の原料配合装置５０と原料装入装置６０の構成は、焼結鉱製造装置１００と概ね同じである。ただし、貯留槽群１から供給された原料の秤量は、ひとつの計量ホッパー５で行なわれる。一方で、風箱群１４は５つの箱のみが設けられ、風箱群１４の配列方向の両端には、デッドプレート２３が設けられる。パレット台車群１２は、３台のパレット台車のみが連結されている。両端のパレット台車には漏風蓋２５および電気自動車１２Ａがそれぞれ設けられる。電気自動車１２Ａは、パレット台車を駆動する装置であり、漏風蓋２５も兼ねる。

【0064】

焼結試験装置２００の動作において、原料の配合は、計量ホッパー５へ使用する原料の銘柄を一種ずつ秤量しながら切り出して行なう。原料の造粒とパレット台車群１２への装入は焼結鉱製造装置１００と同じである。
焼結時は、パレット台車群１２は風箱上で停止し、漏風蓋２５または電気自動車１２Ａがデッドプレート２３と接触することにより、風箱とパレット台車群１２を密着させ、漏風を防止しつつ焼結を行う点で、焼結鉱製造装置１００と異なる。

【0065】

この焼結試験装置２００を用いて、鉄鉱石、炭材、石灰源を含む焼結原料を、原料配合装置５０と原料装入装置６０を用いて造粒し、パレット台車群１２に装入した。
この際、焼結原料に搖動計を投入した。搖動計は、造粒物の混合に必要な加速度（０．２Ｇ）以上の加速度を加えると、１カウントされる計測器であり、ここでは歩数計（ＯＭＲＯＮ社製ＨＪ−００５）を用いた。
焼結原料がパレット台車群１２に装入された後に、搖動計を回収し、カウント数を算出した。

【0066】

搖動計の投入位置は、次の３か所とした。
ケース１：ドラムミキサー６の入口。
ケース２：ベルトコンベア９。
ケース３：装入シュート１１。

【0067】

ドラムミキサー６内での造粒処理時間が６０秒であることから、回収した搖動計のカウント値に基づいて、加速度が作用した累積時間を求めた。その結果、サージ槽１０内でのドラムミキサー相当揺動時間が６０秒、装入シュート１１上でのドラムミキサー相当揺動時間が１０秒程度であることがわかった。
よって、ケース１およびケース２は、ケース３と比べて炭材造粒物が崩壊に至る外力を受ける可能性が高いことが分かった。

【0068】

また、特許文献１、２におけるＬＣＣの後添加の造粒時間は、全造粒時間の１割程度としている。すなわち、ドラムミキサー６においては６秒程度に相当する。これは、ケース３の６割程度である。従って、ケース３の投入位置でも、炭材造粒物を他の造粒物と充分に混合できると推察した。

【0069】

（焼結実験）
次に、焼結試験装置２００を用いて、Ｐ型とＣ型の炭材造粒物を、異なる位置で投入して焼結試験を行い、投入位置とＮＯ_x発生量との関係を評価した。具体的な手順は以下の通りである。
まず、炭材造粒物として、表１に示すＰ型とＣ型の２種を、造粒して準備した。

【0070】

【表1】

【0071】

次に、炭材造粒物、およびそれ以外の焼結原料を、表２に示す比率で用意した。表２における炭材造粒物の比率は外数である。

【0072】

【表2】

【0073】

次に、焼結試験装置２００を用いて、表２の鉄鉱石、石灰石、返鉱を集合コンベア４から投入した。
さらに、炭材造粒物を、予備試験のケース１〜ケース３と同じ３通りの位置から投入して焼結を行い、排ガス中のＮＯ_x量を赤外線吸収方式連続ガス分析計で測定した。

【0074】

ケース３では、ベルトフィーダーを装入シュート１１上に仮設して、炭材造粒物を投入した。

【0075】

ＮＯ_xの測定結果を表３に示す。数値は、Ｐ型、Ｃ型のそれぞれについて、ケース１のＮＯ_x量を基準として、ケース２およびケース３のＮＯ_x量をケース１からの低減率として算出した。

【0076】

【表3】

【0077】

Ｐ型の炭材造粒物８Ｂを用いた場合、ケース２、３は、ケース１よりもＮＯ_x量が低減した。ケース３は、ケース２よりもＮＯ_x低減率が大きかった。
一方、Ｃ型の炭材造粒物８Ｃを用いた場合、ケース２、３はケース１よりもＮＯ_x量が低減したが、ケース２とケース３の低減率の差がＰ型に比較して小さかった。

【0078】

以上の結果から、Ｐ型の炭材造粒物８Ｂは、装入シュート１１上に直接投入することによって、ＮＯ_x量の低減効果が大きくなることがわかった。Ｃ型の炭材造粒物８Ｃは、サージ槽１０前の投入でＮＯ_x量の低減効果が十分であることもわかった。

【0079】

さらに、ケース１〜ケース３の成品歩留を、以下の式（１）から求めた。
成品歩留＝｛成品焼結鉱質量／（成品焼結鉱質量＋返鉱質量）｝×１００…（１）
結果を表４に示す。

【0080】

【表4】

【0081】

いずれのケースも、成品歩留は同程度であり、炭材造粒物の投入位置が成品歩留に与える影響は小さかった。
この結果から、焼結原料とＰ型の炭材造粒物との混合は、装入シュート１１上での混合で十分であることが確認された。

【符号の説明】

【0082】

６…ドラムミキサー、６Ａ…炭材造粒物供給装置、６Ｂ…Ｃ型炭材供給部、９…ベルトコンベア、１０…サージ槽、１１…装入シュート、１２…パレット台車群、１３…点火炉、３５…炭材造粒ミキサー、３７…Ｃ型炭材造粒ミキサー、３９…石灰石貯留部、５０…原料配合装置、６０…原料装入装置、７０…炭材造粒部、１００…焼結鉱製造装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】