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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024066538
(43)【公開日】2024-05-16
(54)【発明の名称】塊成化状高炉用原料の製造方法
(51)【国際特許分類】
C22B 1/243 20060101AFI20240509BHJP
C21B 5/00 20060101ALI20240509BHJP
【ＦＩ】
C22B1/243
C21B5/00 301
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022175925
(22)【出願日】2022-11-02
(71)【出願人】
【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】110001553
【氏名又は名称】アセンド弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 弘孝
(72)【発明者】
【氏名】大田 晃久
(72)【発明者】
【氏名】大久保 聡彦
(72)【発明者】
【氏名】壱岐 良輔
(72)【発明者】
【氏名】大根 公一
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 俊明
【テーマコード（参考）】
4K001
4K012
【Ｆターム（参考）】
4K001AA10
4K001BA05
4K001BA23
4K001CA26
4K001CA30
4K001CA31
4K012BA01
4K012BA03
(57)【要約】
【課題】金属鉄の含有率が低い原料を用いた場合でも、高炉で使用可能な強度を有する塊成化状高炉用原料を製造することができる、塊成化状高炉用原料の製造方法を提供する。
【解決手段】塊成化状高炉用原料（１９）の製造方法は、準備工程（＃５）と、水分調整工程（＃１０）と、塊成工程（＃１５）と、水浸工程（＃２０）と、静置工程（＃２５）と、を備える。準備工程（＃５）では、粉粒状物質（１２）を準備する。粉粒状物質（１２）の金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂが、下記の式（１）を満足する。塊成工程（＃１５）では、粉粒状物質（１２）を冷間で圧縮塊成化して塊成化物（１４）を形成する。水浸工程（＃２０）では、塊成化物（１４）に水浸処理を施す。静置工程（＃２５）では、塊成化物（１４）に静置処理を施す。
４００≦２３４０×ａ＋３４００×ｂ－４００ （１）
【選択図】図２
【解決手段】塊成化状高炉用原料（１９）の製造方法は、準備工程（＃５）と、水分調整工程（＃１０）と、塊成工程（＃１５）と、水浸工程（＃２０）と、静置工程（＃２５）と、を備える。準備工程（＃５）では、粉粒状物質（１２）を準備する。粉粒状物質（１２）の金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂが、下記の式（１）を満足する。塊成工程（＃１５）では、粉粒状物質（１２）を冷間で圧縮塊成化して塊成化物（１４）を形成する。水浸工程（＃２０）では、塊成化物（１４）に水浸処理を施す。静置工程（＃２５）では、塊成化物（１４）に静置処理を施す。
４００≦２３４０×ａ＋３４００×ｂ－４００ （１）
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属鉄及び酸化カルシウム含有化合物を含む粉粒状物質を準備する準備工程であって、前記粉粒状物質は、乾ベースでの鉄分の総含有率が１０質量％以上５０質量％未満であるか、又は含有する鉄分に対する前記金属鉄の質量比が０．３５未満であり、前記金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂが、下記の式（１）を満足する、前記準備工程と、
前記粉粒状物質に含まれる水分を０．５質量％以上６．０質量％以下に調整する水分調整工程と、
前記水分調整工程の後、前記粉粒状物質を冷間で圧縮塊成化して塊成化物を形成する塊成工程と、
前記塊成化物に水浸処理を施す水浸工程と、
前記水浸工程の後、前記塊成化物に静置処理を施す静置工程と、を備える、塊成化状高炉用原料の製造方法。
４００≦２３４０×ａ＋３４００×ｂ－４００ （１）
前記粉粒状物質に含まれる水分を０．５質量％以上６．０質量％以下に調整する水分調整工程と、
前記水分調整工程の後、前記粉粒状物質を冷間で圧縮塊成化して塊成化物を形成する塊成工程と、
前記塊成化物に水浸処理を施す水浸工程と、
前記水浸工程の後、前記塊成化物に静置処理を施す静置工程と、を備える、塊成化状高炉用原料の製造方法。
４００≦２３４０×ａ＋３４００×ｂ－４００ （１）
【請求項2】
請求項１に記載の塊成化状高炉用原料の製造方法であって、
前記準備工程において、前記粉粒状物質は、カルシウムシリケート及びカルシウムアルミネートの少なくとも一方を含む、塊成化状高炉用原料の製造方法。
前記準備工程において、前記粉粒状物質は、カルシウムシリケート及びカルシウムアルミネートの少なくとも一方を含む、塊成化状高炉用原料の製造方法。
【請求項3】
請求項１に記載の塊成化状高炉用原料の製造方法であって、
前記準備工程において、前記粉粒状物質の前記金属鉄の含有率ａが１０質量％以上である、塊成化状高炉用原料の製造方法。
前記準備工程において、前記粉粒状物質の前記金属鉄の含有率ａが１０質量％以上である、塊成化状高炉用原料の製造方法。
【請求項4】
請求項１に記載の塊成化状高炉用原料の製造方法であって、
前記準備工程において、前記粉粒状物質の酸化カルシウムの含有率ｂが１０質量％以上４０質量％以下である、塊成化状高炉用原料の製造方法。
前記準備工程において、前記粉粒状物質の酸化カルシウムの含有率ｂが１０質量％以上４０質量％以下である、塊成化状高炉用原料の製造方法。
【請求項5】
請求項１に記載の塊成化状高炉用原料の製造方法であって、
前記準備工程において、鉄系廃材を含む原料に還元焙焼処理を施すことにより、前記粉粒状物質を製造する、塊成化状高炉用原料の製造方法。
前記準備工程において、鉄系廃材を含む原料に還元焙焼処理を施すことにより、前記粉粒状物質を製造する、塊成化状高炉用原料の製造方法。
【請求項6】
請求項５に記載の塊成化状高炉用原料の製造方法であって、
前記準備工程において、前記原料は、前記鉄系廃材、炭材及びカルシウム含有物質を含み、
前記鉄系廃材又は前記炭材は、珪素含有物質を含み、
前記原料に含まれるカルシウムと珪素との比が質量比で２．９以上６．１以下である、塊成化状高炉用原料の製造方法。
前記準備工程において、前記原料は、前記鉄系廃材、炭材及びカルシウム含有物質を含み、
前記鉄系廃材又は前記炭材は、珪素含有物質を含み、
前記原料に含まれるカルシウムと珪素との比が質量比で２．９以上６．１以下である、塊成化状高炉用原料の製造方法。
【請求項7】
請求項６に記載の塊成化状高炉用原料の製造方法であって、
前記準備工程において、還元炉によって前記還元焙焼処理を実施し、前記還元炉としてロータリキルンを用いる、塊成化状高炉用原料の製造方法。
前記準備工程において、還元炉によって前記還元焙焼処理を実施し、前記還元炉としてロータリキルンを用いる、塊成化状高炉用原料の製造方法。
【請求項8】
請求項７に記載の塊成化状高炉用原料の製造方法であって、
前記準備工程において、前記原料に含まれる前記カルシウム含有物質は、石灰粉が水に懸濁したスラリー状である、塊成化状高炉用原料の製造方法。
前記準備工程において、前記原料に含まれる前記カルシウム含有物質は、石灰粉が水に懸濁したスラリー状である、塊成化状高炉用原料の製造方法。
【請求項9】
請求項８に記載の塊成化状高炉用原料の製造方法であって、
前記準備工程において、前記還元焙焼処理を１３００℃未満で実施する、塊成化状高炉用原料の製造方法。
前記準備工程において、前記還元焙焼処理を１３００℃未満で実施する、塊成化状高炉用原料の製造方法。
【請求項10】
請求項１に記載の塊成化状高炉用原料の製造方法であって、
前記静置工程において、炭酸ガスを含む雰囲気で静置処理を行う、塊成化状高炉用原料の製造方法。
前記静置工程において、炭酸ガスを含む雰囲気で静置処理を行う、塊成化状高炉用原料の製造方法。
【請求項11】
請求項１に記載の塊成化状高炉用原料の製造方法であって、
前記静置工程において、５℃以上５０℃未満の雰囲気で静置処理を行う、塊成化状高炉用原料の製造方法。
前記静置工程において、５℃以上５０℃未満の雰囲気で静置処理を行う、塊成化状高炉用原料の製造方法。
【請求項12】
請求項１に記載の塊成化状高炉用原料の製造方法であって、
前記塊成工程において、ダブルロール型ブリケット成型機を用いて前記粉粒状物質を圧縮塊成化する、塊成化状高炉用原料の製造方法。
前記塊成工程において、ダブルロール型ブリケット成型機を用いて前記粉粒状物質を圧縮塊成化する、塊成化状高炉用原料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、塊成化状高炉用原料の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、鉄の多くは、高炉法により生産されている。高炉は、鉄原料から銑鉄を製造する設備である。高炉の炉頂から、鉄原料であり酸化鉄である鉄鉱石、及び還元材であるコークスが装入される。炉内では鉄鉱石が還元材により還元され、銑鉄が生成される。
【0003】
高炉に装入される原料は、炉内通気性を確保できる粒度を有することが要求される。炉内通気性の確保のため、鉄原料及び還元材は、一定以上の強度を有する必要がある。そのため、還元材として使用する炭材は、強粘結炭を多く配合して乾留した塊状のコークスに依存し、鉄原料は、塊状化された焼結鉱に多くを依存している。すなわち、原料には高い品質が要求されるため原料コストが高い。また、コークス製造設備、焼結設備等の高炉以外の付帯設備を設置する必要があり、設備コストも高い。さらには、高炉の内部では、酸化物である鉄鉱石を還元するために、膨大なエネルギー及び炭材を消費しており、日本における温室効果ガスである炭酸ガスの排出量の１５～２０％を鉄鋼業が占めている。コークス製造設備や焼結設備の運転においても、膨大なエネルギーが必要であり、炭酸ガスが大量に排出される。
【0004】
このような問題に鑑み、安価な鉄原料として、製鉄プロセスにおいて副生される製鉄ダストやスラッジ等を原料として製造した還元鉄を利用することが提案されている。この還元鉄を鉄原料として用いれば、原料のコスト及び高炉での還元材比が低減される。還元材比の低減は炭酸ガス排出量の抑制にもつながる。特に、近年では鉄鉱石の価格が不安定化しており、安価な鉄原料の利用促進は重要である。以下、高炉に装入される鉄原料を「高炉用原料」と言い、高炉用原料を製造するための原料を単に「原料」と言う。
【0005】
上述した製鉄ダストやスラッジ等の原料は、高濃度の亜鉛を含む場合がある。亜鉛を含む高炉用原料が高炉に装入されると、高炉上部で付着トラブルが発生しやすい。そのため、亜鉛を含む原料を用いて高炉用原料を製造する場合、亜鉛を除去するため、原料は脱亜鉛処理を施される必要がある。脱亜鉛処理の方法は、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。特許文献１及び特許文献２では、ロータリキルンを用いて原料に還元焙焼処理を施す。還元焙焼処理において、ロータリキルンに投入される原料に含まれるカルシウム含有物質と二酸化珪素との比を調整することで、低融点物質の生成が抑制され、ロータリキルンの内壁への付着物の成長が抑制される。これとともに、原料の脱亜鉛処理及び部分還元が進行し、金属鉄を含む還元鉄が製造される。還元焙焼処理で使用される原料は、高炉で使用するような強度の大きい塊状の原料でなくてもよい。炭材としては、強粘結炭を多く配合して乾留した塊状のコークス以外も使用可能である。鉄原料は、塊状の焼結鉱ではなく、製鉄ダストやスラッジである。このため、還元焙焼処理での原料コストや設備コストは高炉と比べ安価で、還元にともない消費されるエネルギー量や排出される炭酸ガス量も高炉よりも抑制できると期待される。
【0006】
ただし、製造される還元鉄には粉粒状品も含まれる。粉粒状の高炉用原料が高炉に装入されても、トラブルが発生しやすい。そのため、粉粒状の原料は、高炉に投入される前に塊成化される必要がある。還元鉄を塊成化する方法として、ダブルロール型成型機を用いて還元鉄原料を熱間ブリケット化する方法が知られている（例えば、特許文献３）。還元鉄原料を熱間ブリケット化する際、原料の温度は例えば７００℃程度とされる。また、高炉用原料を塊成化する他の方法として、原料にバインダーを添加する方法も知られている（例えば、特許文献４）。典型的なバインダーとしては、強度を発現させやすいポルトランドセメント等が用いられる。
【0007】
さらに、上述した製鉄ダストやスラッジ等の安価な原料を用いて、強度の高い高炉用原料を製造する技術が知られている（例えば、特許文献５）。特許文献５には、鉄分の総含有率が５０質量％以上であり、かつ含有する鉄分に対する金属鉄の質量比（鉄の金属化率）が０．３５以上である原料から、塊成化物（高炉用原料）を製造することが記載されている。鉄の金属化率とは、鉄分の総含有率（質量％）に対する金属鉄の含有率（質量％）である。特許文献５には、金属鉄を含む原料（粉粒状物質）を冷間で塊成化した後、水浸・静置処理を行うことにより粉粒状物質中の金属鉄の一部が酸化結合し、得られる塊成化状高炉用原料の強度が高くなる、と記載されている。特許文献５では静置処理により一部の金属鉄が酸化した後の金属鉄の質量比が０．３５以上と記載されている。したがって、特許文献５において、静置処理前、すなわち金属鉄の一部が酸化される前の粉粒状物質の金属化率が０．３５以上であることは必須である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特公平２－４７５２９号公報
【特許文献2】特許第５７７０１１８号公報
【特許文献3】特開２００８－１２７５８０号公報
【特許文献4】特開２００３－３４２６４６号公報
【特許文献5】特許第５５１２２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
特許文献５では、原料である粉粒状物質中の金属鉄が酸化結合して強度を発現する。そのため、特許文献５では、粉粒状物質の金属鉄の含有率が低い場合、得られる高炉用原料は、高炉装入物として使用できる強度を有するとは言えない。具体的には、上述した通り、鉄分の総含有率が５０質量％以上であり、かつ鉄の金属化率が０．３５以上という条件を満たす原料を用いないと、高炉用原料の強度が高炉操業上必要な値に達しない。しかしながら、安価な原料（粉粒状物質）の中には、特許文献５で規定する条件を満たさないものが多く存在する。そのため、そのような条件を満たさない原料、具体的には金属鉄の含有率が低い原料を用いた場合であっても、高炉で使用可能な程度に高強度な高炉用原料を製造することが求められている。
【0010】
本開示の目的は、金属鉄の含有率が低い原料を用いた場合でも、高炉で使用可能な強度を有する塊成化状高炉用原料を製造することができる、塊成化状高炉用原料の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】
【0011】
本開示に係る塊成化状高炉用原料の製造方法は、準備工程と、水分調整工程と、塊成工程と、水浸工程と、静置工程と、を備える。準備工程では、金属鉄及び酸化カルシウム含有化合物を含む粉粒状物質を準備する。粉粒状物質は、乾ベースでの鉄分の総含有率が１０質量％以上５０質量％未満であるか、又は含有する鉄分に対する金属鉄の質量比が０．３５未満である。さらに、粉粒状物質の金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂが、下記の式（１）を満足する。水分調整工程では、粉粒状物質に含まれる水分を０．５質量％以上６．０質量％以下に調整する。塊成工程では、水分調整工程の後、粉粒状物質を冷間で圧縮塊成化して塊成化物を形成する。水浸工程では、塊成化物に水浸処理を施す。静置工程では、水浸工程の後、塊成化物に静置処理を施す。
４００≦２３４０×ａ＋３４００×ｂ－４００ （１）
４００≦２３４０×ａ＋３４００×ｂ－４００ （１）
【発明の効果】
【0012】
本開示に係る製造方法によれば、金属鉄の含有率が低い原料を用いた場合でも、高炉で使用可能な強度を有する塊成化状高炉用原料を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明者らは、上記課題を解決するために、塊成化状高炉用原料の製造条件について鋭意検討した。その結果、本発明者らは、金属鉄に加えて酸化カルシウム含有化合物を含む粉粒状物質を原料として用いた場合、粉粒状物質中の酸化カルシウム含有化合物の一部又は全てが炭酸化すること等により、製造される高炉用原料の強度が高まることを見出した。そして、酸化カルシウム含有化合物の炭酸化と、上述した金属鉄の酸化結合とを組み合わせることで、金属鉄の含有率が低い原料を用いた場合であっても、高炉で使用可能な強度を有する塊成化状高炉用原料を製造できることが分かった。ここで、「酸化カルシウム含有化合物」とは、純粋な酸化カルシウム（フリーライム、ＣａＯ）に加えて、ダイカルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）、トリカルシウムシリケート（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）、カルシウムアルミネート（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）及び炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）等のカルシウムを含む化合物を総称するものである。本明細書では、ダイカルシウムシリケート及びトリカルシウムシリケートを総称してカルシウムシリケートと言う場合がある。
【0015】
酸化カルシウム含有化合物を含む粉粒状物質は、純粋な酸化カルシウムだけでなく、ダイカルシウムシリケート等のカルシウムを含む化合物を含んでいる場合がある。本明細書において、このような粉粒状物質における「酸化カルシウムの含有率」とは、当該化合物に含まれるカルシウムが全て酸化カルシウムとして存在すると仮定した場合の、酸化カルシウムの含有率を意味する。粉粒状物質の酸化カルシウムの含有率は、以下の通り算出される。まず、純粋な酸化カルシウム以外の化合物のカルシウムの含有率を、当該カルシウムが酸化カルシウムとして存在していた場合の含有率に換算する。そして、純粋な酸化カルシウムの含有率に、換算して得られた含有率を加える。これにより、粉粒状物質の酸化カルシウムの含有率が得られる。
【0016】
例えば、粉粒状物質が純粋な酸化カルシウムの他にダイカルシウムシリケートを含んでおり、純粋な酸化カルシウムの含有率が１０質量％（０．１０）、ダイカルシウムシリケートに含まれるカルシウムの含有率が５質量％（０．０５）であるとする。この場合の粉粒状物質の酸化カルシウムの含有率は、以下の通り算出される。ダイカルシウムシリケートに含まれるカルシウムが酸化カルシウムとして存在していた場合の含有率は、カルシウムの１モルあたりの質量が４０．１ｇ、酸化カルシウムの１モルあたりの質量が５６．１ｇであることから、７質量％（＝５質量％×５６．１ｇ／４０．１ｇ）となる。この含有率を、純粋な酸化カルシウムの含有率（１０質量％）に加えることで、酸化カルシウムの含有率は１７質量％（０．１７）と算出される。後述する表１～表３及び表５には、酸化カルシウムの含有率として、このように算出された値が示される。
【0017】
引き続き、本発明者らは、粉粒状物質の金属鉄の含有率及び酸化カルシウムの含有率と、塊成化状高炉用原料の強度との関係について検討した。金属鉄の含有率及び酸化カルシウムの含有率が異なるサンプルＡ～Ｅの粉粒状物質を準備し、これらの粉粒状物質を冷間で塊成化（タブレッティング）した後、水浸・静置処理を行い、塊成化状高炉用原料を製造した。そして、各サンプルＡ～Ｅを用いて得られた塊成化状高炉用原料の圧壊強度を測定した。各サンプルＡ～Ｅの成分が表１に示される。なお、表１では、鉄分の総含有率（質量％）はＴ．Ｆｅ、金属鉄の含有率（質量％）はｍ．Ｆｅと表される。後述する表２～７でも、これと同様の表記が適用される場合がある。サンプルＡ～Ｃの粉粒状物質は、鉄鉱石を還元して製造された。サンプルＤ～Ｅの粉粒状物質は、鉄系廃材に還元焙焼処理を施すことによって製造された。酸化カルシウムの含有率は、サンプルＡ～Ｃで０．１質量％未満であり、サンプルＤとサンプルＥの平均で１５．５質量％であった。つまり、サンプルＡ～Ｃの酸化カルシウムの含有率は実質的に０（ゼロ）であり、サンプルＤ及びＥの酸化カルシウムの含有率は実質的に０．１５５であった。
【0018】
【表1】
【0019】
サンプルＡ～Ｅを用いて製造した各塊成化状高炉用原料の圧壊強度が表２に示される。図１は、サンプルＡ～Ｅを用いて製造した各塊成化状高炉用原料の圧壊強度を示す図である。図１では、縦軸は圧壊強度を示し、横軸は粉粒状物質中の金属鉄の含有率を示す。本明細書において、特に断りがない限り、含有率は、単位のない比率を意味する。
【0020】
【表2】
【0021】
表２及び図１を参照して、サンプルＡ～Ｃと、サンプルＤ及びＥとでは、金属鉄の含有率に対する圧壊強度の傾向が明らかに異なる。サンプルＡ～Ｃの場合、すなわち酸化カルシウムの含有率が０の場合、塊成化状高炉用原料の圧壊強度Ｙ１は、金属鉄の含有率をａとして「Ｙ１＝２３４０×ａ－４００」の近似式で表される。同様に、サンプルＤ及びＥの場合、すなわち酸化カルシウムの含有率が０．１５５の場合、塊成化状高炉用原料の圧壊強度Ｙ２は、「Ｙ２＝２３４０×ａ＋１３０」の近似式で表される。
【0022】
Ｙ１の式とＹ２の式は、１次関数の式であり、比例係数はＹ１の式とＹ２の式で一致している。Ｙ１の式とＹ２の式を比較すれば、粉粒状物質中の金属鉄の含有率が同じ値で、酸化カルシウムの含有率が０から０．１５５に増加することにより、圧壊強度は、５３０Ｎ／個（＝（１３０－（－４００）））増加すると言える。金属鉄の含有率が一定のとき、圧壊強度を酸化カルシウムの含有率に対する１次関数の式で表すと、その式の比例係数は３４００Ｎ／個（≒５３０／０．１５５）となる。つまり、酸化カルシウムの含有率が０からｂに増加するとき、圧壊強度の増加量ΔＹは、「３４００×ｂ」で表される。上記Ｙ１の式は、酸化カルシウムの含有率が０の場合の圧壊強度を表すため、Ｙ１の式にΔＹを加算することにより、金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂの粉粒状物質から製造した塊成化状高炉用原料の圧壊強度Ｙが導かれる。以上のことから、塊成化状高炉用原料の圧壊強度Ｙは、金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂを用いて、「Ｙ＝２３４０×ａ＋３４００×ｂ－４００」と表せると推定される。
【0023】
高炉に装入される原料は、炉内通気性を確保するため、高強度であることが要求される。塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、４００Ｎ／個以上である必要がある。したがって、上記式から算出される圧壊強度Ｙが４００Ｎ／個以上となるように、粉粒状物質中の金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂを調整すれば、高炉で使用可能な強度を有する塊成化状高炉用原料が製造できる。
【0024】
上記式はタブレッティングで製造された塊成化物を用いた試験（以下、タブレッティング試験とも言う。）で算出されたものである。今回の検討において、タブレッティング試験を採用した理由は以下の通りである。粉粒状物質を塊成化する方法としては、タブレッティングの他にブリケッティングがある。タブレッティングでは、密閉された型の中に粉粒状の物質を充填し、充填された粉粒状の物質をピストンで圧縮して所定の形に成型する。一方、ブリケッティングでは、後述する図４に示すように２つの回転可能なロールの間に供給される粉粒状物質を、ロール表面との摩擦によって、スリップさせながら圧縮していく。これにより、原料粒子同士は接近し、空隙の少ない、密度の大きい塊成化物が得られる。さらにロール間隔が徐々に縮小していくことにともない粉粒状物質は圧縮され、タブレッティングよりも密度が大きく、強度の大きい塊成化物が得られやすい。したがって、タブレッティングで製造された塊成化物が必要な圧壊強度を確保できるのであれば、同じ原料条件下でブリケッティングで製造された塊成化物でも必要な圧壊強度は確保できると考えられる。そこで、上記式を算出するための試験として、圧壊強度が出にくいタブレッティング試験を採用した。
【0025】
本開示の実施形態に係る塊成化状高炉用原料の製造方法は、上記の知見に基づいて完成されたものである。
【0026】
実施形態に係る塊成化状高炉用原料の製造方法は、準備工程と、水分調整工程と、塊成工程と、水浸工程と、静置工程と、を備える。準備工程では、金属鉄及び酸化カルシウム含有化合物を含む粉粒状物質を準備する。粉粒状物質は、乾ベースでの鉄分の総含有率が１０質量％以上５０質量％未満であるか、又は含有する鉄分に対する金属鉄の質量比が０．３５未満である。さらに、粉粒状物質の金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂが、下記の式（１）を満足する。水分調整工程では、粉粒状物質に含まれる水分を０．５質量％以上６．０質量％以下に調整する。塊成工程では、水分調整工程の後、粉粒状物質を冷間で圧縮塊成化して塊成化物を形成する。水浸工程では、塊成化物に水浸処理を施す。静置工程では、水浸工程の後、塊成化物に静置処理を施す（第１の構成）。
４００≦２３４０×ａ＋３４００×ｂ－４００ （１）
４００≦２３４０×ａ＋３４００×ｂ－４００ （１）
【0027】
第１の構成の製造方法では、まず、金属鉄の含有率が低い粉粒状物質を準備する。具体的には、粉粒状物質は、乾ベースでの鉄分の総含有率が１０質量％以上５０質量％未満であるか、又は含有する鉄分に対する金属鉄の質量比が０．３５未満である。第１の構成の製造方法では、この粉粒状物質に含まれる水分を調整した後、粉粒状物質を圧縮塊成化して塊成化物を製造する。さらに、塊成化物に水浸処理及び静置処理を施す。準備工程において、粉粒状物質の金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂは、上記の式（１）を満足するように調整されている。式（１）の右辺は、粉粒状物質を圧縮塊成化し、さらに塊成化物に水浸処理及び静置処理を施して塊成化状高炉用原料を製造した場合の、塊成化状高炉用原料の圧壊強度に相当する。つまり、上記の式（１）を満たす粉粒状物質を原料として用いた場合、得られる塊成化状高炉用原料の圧壊強度は４００Ｎ／個以上である。したがって、第１の構成の製造方法によれば、金属鉄の含有率ａが低い原料を用いた場合でも、高炉で使用可能な強度を有する塊成化状高炉用原料を製造することができる。
【0028】
第１の構成の準備工程において、好ましくは、粉粒状物質は、カルシウムシリケート及びカルシウムアルミネートの少なくとも一方を含む（第２の構成）。カルシウムシリケート及びカルシウムアルミネートは、セメントに含まれる強度発現成分でもあり、炭酸化することで硬化する。第２の構成の製造方法では、粉粒状物質は、酸化カルシウム含有化合物として、カルシウムシリケート及びカルシウムアルミネートの少なくとも一方を含む。そのため、この粉粒状物質から製造される塊成化状高炉用原料は、より強度が高くなる。
【0029】
第１又は第２の構成の準備工程において、好ましくは、粉粒状物質の金属鉄の含有率ａは１０質量％以上である（第３の構成）。第３の構成の製造方法では、金属鉄は粉粒状物質に十分含まれている。そのため、金属鉄の酸化結合が促進され、塊成化状高炉用原料の強度をより確実に確保することができる。また、塊成化物を水浸処理した際、塊成化物は水を吸収して膨張する。塊成化物の膨張量が大きくなると、塊成化物は崩壊する。粉粒状物質に金属鉄が含まれると、塊成化する際に金属鉄はその可塑性により、互いに噛み合い、圧着されて結合する。水浸処理の際に塊成化物が膨張しても、金属鉄同士の噛み合いや圧着により、塊成化物の過剰な膨張及び崩壊が抑制され、塊成化物の形状が維持される。このため、粉粒状物質に含まれる金属鉄の含有率は１０質量％以上とすることが好ましい。
【0030】
第１～第３の構成の準備工程において、好ましくは、粉粒状物質の酸化カルシウムの含有率ｂは１０質量％以上４０質量％以下である（第４の構成）。第４の構成の製造方法では、酸化カルシウム含有化合物は粉粒状物質に十分含まれている。そのため、粉粒状物質中の酸化カルシウム含有化合物の炭酸化が促進され、塊成化状高炉用原料の強度をより確実に確保することができる。
【0031】
第１～第４の構成の準備工程において、好ましくは、鉄系廃材を含む原料に還元焙焼処理を施すことにより、粉粒状物質を製造する（第５の構成）。第５の構成の製造方法では、鉄系廃材を含む原料に還元焙焼処理を施す。これにより、鉄系廃材に酸化鉄及び亜鉛が含まれている場合であっても、亜鉛を分離除去した還元鉄を生成することができる。すなわち、亜鉛が除去された粉粒状物質（粉粒状還元鉄）が製造される。
【0032】
第５の構成の準備工程において、原料は、鉄系廃材、炭材及びカルシウム含有物質を含んでいてもよい。鉄系廃材又は炭材は、珪素含有物質を含む。この場合、原料に含まれるカルシウムと、珪素との比が質量比で２．９以上６．１以下である（第６の構成）。ダイカルシウムシリケートは、カルシウム（Ｃａ）の総量と珪素（Ｓｉ）の総量との比が質量比で２．９の化合物である。また、トリカルシウムシリケートは、カルシウムの総量と珪素の総量との比が質量比で４．３の化合物である。第６の構成の製造方法では、原料に含まれるカルシウムの総量と珪素の総量との比を質量比で２．９以上とすることで、ダイカルシウムシリケート等のカルシウムシリケートが生成しやすくなる。ただし、原料に過剰なカルシウム含有物質が含まれる場合、還元焙焼処理や塊成工程で行われる塊成化処理等において、処理対象物の量が増大し、生産効率が低下する。したがって、カルシウムと珪素の総量の比は、質量比で６．１以下とする。
【0033】
第６の構成の準備工程において、還元炉によって還元焙焼処理を実施し、還元炉としてロータリキルンを用いてもよい（第７の構成）。還元焙焼処理は、還元炉によって適切に実施できる。還元炉としてロータリキルンが適する。ロータリキルンにおいては、投入する原料の粒度を小さくすることが可能である。粒度を小さくすることにより、脱亜鉛処理や酸化鉄の還元が促進される。ただし、還元炉は回転炉床炉であってもよい。
【0034】
第７の構成の準備工程において、原料に含まれるカルシウム含有物質は、石灰粉が水に懸濁したスラリー状であってもよい（第８の構成）。第８の構成の製造方法では、原料に含まれるカルシウム含有物質が極微細な石灰粉を水に懸濁させたスラリー状であるため、原料に含まれるカルシウム含有物質と珪素含有物質との接触効率が高くなる。すると、カルシウム含有物質と珪素含有物質との反応性が向上し、還元焙焼処理の際に、セメントに含まれる成分であり強度発現効果の大きいダイカルシウムシリケートが生成しやすくなる。
【0035】
第８の構成の準備工程において、還元焙焼処理を１３００℃未満で実施してもよい（第９の構成）。還元焙焼処理を１３００℃以上で行うと、ロータリキルンの内壁への付着物が生成及び成長しやすくなる。第９の構成の製造方法では、還元焙焼処理を１３００℃未満で行うため、低融点物質が生成するのを抑制することができ、ロータリキルンの内壁への付着物が成長するのを抑制することができる。
【0036】
第１～第９の構成の静置工程において、好ましくは、炭酸ガスを含む雰囲気で静置処理を行う（第１０の構成）。第１０の構成の製造方法では、静置工程において、炭酸ガスを含む雰囲気で静置処理を行うことにより、塊成化物中の酸化カルシウム含有化合物の炭酸化が促進される。これにより、塊成化状高炉用原料の強度発現が促進される。
【0037】
第１～第１０の構成の静置工程において、好ましくは、５℃以上５０℃未満の雰囲気で静置処理を行う（第１１の構成）。第１１の構成の製造方法では、静置工程において、５℃以上５０℃未満の雰囲気で静置処理を行うことにより、塊成化物中の酸化カルシウム含有化合物の炭酸化、及び金属鉄の酸化が促進される。これにより、塊成化状高炉用原料の強度が向上する。
【0038】
第１～第１１の構成の塊成工程において、好ましくは、ダブルロール型ブリケット成型機を用いて粉粒状物質を圧縮塊成化する（第１２の構成）。第１２の構成の製造方法では、粉粒状物質の圧縮塊成化に、ダブルロール型ブリケット成型機が用いられる。ダブルロール型ブリケット成型機を用いた圧縮塊成化では、回転する２つのロール間に粉粒状物質を供給し、粉粒状物質を圧縮して成型する。ダブルロール型ブリケット成型機を用いた圧縮塊成化によれば、密度が大きく、強度の高い塊成化物が製造される。また、ダブルロール型ブリケット成型機の操作は連続的で、生産性が高い。
【0039】
以下に、図面を参照しながら、本実施形態の塊成化状高炉用原料の製造方法についてその具体例を説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0040】
［第１実施形態］
［塊成化状高炉用原料の製造方法］
図２及び図３を用いて、本実施形態に係る塊成化状高炉用原料の製造方法を説明する。図２は、本実施形態に係る製造方法のフロー図である。図３は、製造プロセスフローの一例を示す模式図である。図２を参照して、本実施形態の製造方法は、準備工程（＃５）と、水分調整工程（＃１０）と、塊成工程（＃１５）と、水浸工程（＃２０）と、静置工程（＃２５）と、を備える。本実施形態の製造方法では、準備工程（＃５）で準備した粉粒状物質１２の水分を、水分調整工程（＃１０）で調整した後、塊成工程（＃１５）で圧縮塊成化して塊成化物１４を形成する。その塊成化物１４に水浸工程（＃２０）及び静置工程（＃２５）で水浸処理及び静置処理を施す。静置工程（＃２５）において、粉粒状物質１２中の金属鉄の一部が酸化結合し、粉粒状物質１２中の酸化カルシウム含有化合物の一部又は全てが炭酸化すること等により、得られる塊成化状高炉用原料１９の強度が高まる。以下、各工程について図３を参照しながら具体的に説明する。
［塊成化状高炉用原料の製造方法］
図２及び図３を用いて、本実施形態に係る塊成化状高炉用原料の製造方法を説明する。図２は、本実施形態に係る製造方法のフロー図である。図３は、製造プロセスフローの一例を示す模式図である。図２を参照して、本実施形態の製造方法は、準備工程（＃５）と、水分調整工程（＃１０）と、塊成工程（＃１５）と、水浸工程（＃２０）と、静置工程（＃２５）と、を備える。本実施形態の製造方法では、準備工程（＃５）で準備した粉粒状物質１２の水分を、水分調整工程（＃１０）で調整した後、塊成工程（＃１５）で圧縮塊成化して塊成化物１４を形成する。その塊成化物１４に水浸工程（＃２０）及び静置工程（＃２５）で水浸処理及び静置処理を施す。静置工程（＃２５）において、粉粒状物質１２中の金属鉄の一部が酸化結合し、粉粒状物質１２中の酸化カルシウム含有化合物の一部又は全てが炭酸化すること等により、得られる塊成化状高炉用原料１９の強度が高まる。以下、各工程について図３を参照しながら具体的に説明する。
【0041】
［準備工程（＃５）］
準備工程（＃５）では、塊成化状高炉用原料１９の原料となる粉粒状物質１２を準備する。粉粒状物質１２は、金属鉄及び酸化カルシウム含有化合物を含む。本実施形態の例では、粉粒状物質１２は、以下の手順で製造される。図３を参照して、まず、鉄系廃材１に炭材２（例：コークス及び無煙炭）及びカルシウム含有物質３（例：石灰）を添加する。鉄系廃材１、炭材２及びカルシウム含有物質３を、ベルトコンベア４で混合装置５まで搬送し、これらを混合装置５内で混合して混合原料６を得る。
準備工程（＃５）では、塊成化状高炉用原料１９の原料となる粉粒状物質１２を準備する。粉粒状物質１２は、金属鉄及び酸化カルシウム含有化合物を含む。本実施形態の例では、粉粒状物質１２は、以下の手順で製造される。図３を参照して、まず、鉄系廃材１に炭材２（例：コークス及び無煙炭）及びカルシウム含有物質３（例：石灰）を添加する。鉄系廃材１、炭材２及びカルシウム含有物質３を、ベルトコンベア４で混合装置５まで搬送し、これらを混合装置５内で混合して混合原料６を得る。
【0042】
鉄系廃材１は、亜鉛を含んでおり、典型的には高炉ダスト、製鋼ダスト、及び電気炉ダスト等である。鉄系廃材１又は炭材２は、二酸化珪素等の珪素含有物質及び酸化アルミニウム等のアルミニウム含有物質を含む。本実施形態の例では、カルシウム含有物質３は石灰乳であるが、石灰乳は、－０．２ｍｍ比率が８０％の石灰粉が、水に懸濁したものであり、スラリー状である。石灰乳は極微細であるため、反応性が高い。カルシウム含有物質３には、酸化カルシウムも含まれる。また、カルシウム含有物質３として、石灰粉が用いられてもよい。石灰粉とは、篩装置によって塊状の石灰石を得る際の篩下品である。石灰粉は、そのままカルシウム含有物質３として用いられてもよいし、破砕処理によって微細粒化された後にカルシウム含有物質３として用いられてもよい。カルシウム含有物質３は、微細粒化されることによって、鉄系廃材１や炭材２に含まれる珪素含有物質やアルミニウム含有物質との接触が促進され、後述する還元炉内でのカルシウムシリケートやカルシウムアルミネートの生成が進行しやすくなる。
【0043】
銑鋼一貫製鉄所の内部では、高炉ダストや製鋼ダストが発生し、銑鋼一貫製鉄所の外部では、銑鋼一貫製鉄所内に運搬されてくるダスト（例えば電気炉ダスト）が発生する。以下、銑鋼一貫製鉄所の内部で発生するダストを鉄系廃材１ａ、外部で発生するダストを鉄系廃材１ｂと言う場合がある。銑鋼一貫製鉄所内において鉄系廃材１（鉄系廃材１ａ及び鉄系廃材１ｂ）の処理を行う場合、混合装置５内に投入する前に鉄系廃材１ａ及びカルシウム含有物質３を混合してもよい。この場合、鉄系廃材１ａ及びカルシウム含有物質３（石灰乳）は、図示しない調整槽（シックナー）に投入され、調整槽で混合される。その後、鉄系廃材１ａ及びカルシウム含有物質３の混合物は、図示しないフィルタープレスで脱水され、混合装置５に供給される。このとき、鉄系廃材１ｂ及び炭材２も混合装置５に供給される。鉄系廃材１ａ及びカルシウム含有物質３の混合物は、混合装置５内で鉄系廃材１ｂ及び炭材２と混合されるとともに、ペレット状に造粒されて混合原料６が生成される。また、設備的な問題がなければ鉄系廃材１ｂも鉄系廃材１ａやカルシウム含有物質３（石灰乳）とともに調整槽（シックナー）に投入して混合することも可能である。
【0044】
次に、準備工程（＃５）では、混合原料６を還元炉に投入し、混合原料６に還元焙焼処理を実施する。本実施形態の例では、還元炉としてロータリキルン７が用いられる。ロータリキルン７は、回転円筒型であり、わずかに傾斜勾配を有する。混合原料６は、ロータリキルン７の入側端７ａから投入され、ロータリキルン７内で転動運動を行いながら、ロータリキルン７の出側端７ｂまで移動する。
【0045】
ロータリキルン７の出側端７ｂからは、空気及び熱的補償等のための燃料ガス（例：コークス炉ガス）が適宜供給される。ロータリキルン７内では、炭材２の一部が燃料ガスによって部分燃焼し、一酸化炭素ガスが発生する。この一酸化炭素ガスを発生させる部分燃焼により、ロータリキルン７内が還元に必要な温度と雰囲気に保たれる。出側端７ｂから供給された空気及び燃料ガスは、混合原料６とは逆方向に流れ、入側端７ａから排ガスとして排出される。
【0046】
還元焙焼処理の際、ロータリキルン７内では、鉄系廃材１に含まれる亜鉛が還元揮発し、排ガスとともに排出される。混合原料６（鉄系廃材１）に含まれる酸化鉄の一部は、ロータリキルン７内に含まれる一酸化炭素ガスによって還元され、金属鉄となる。これにより、混合原料６は、金属鉄を含む還元鉄８となる。
【0047】
準備工程（＃５）では、還元焙焼処理後、還元鉄８を冷却装置９で冷却する。還元鉄８を冷却する方法は、特に限定されるものではないが、例えば空冷や水冷である。還元鉄８が空冷によって冷却されると、冷却後の還元鉄８はほとんど水分を含まない。
【0048】
ここで、粉粒状の高炉用原料が高炉に装入されると、トラブルが発生しやすい。そのため、粉粒状の原料は、高炉に投入される前に塊成化される必要がある。そのため、準備工程（＃５）では、まず、還元鉄８を分級する。具体的には、冷却された還元鉄８を可動式篩分級装置１０にかける。本実施形態の例では、可動式篩分級装置１０は振動篩装置である。可動式篩分級装置１０は、メッシュ網を有する。これにより、還元鉄８は、篩上品である塊状物質１１と、篩下品である粉粒状物質１２とに分級される。可動式篩分級装置１０のメッシュの大きさは、例えば５～８ｍｍである。塊状物質１１は、十分な大きさを有しているため、そのまま高炉用原料として用いられる。粉粒状物質１２は、十分な大きさを有していないため、後述する塊成工程（＃１５）で圧縮塊成化される。
【0049】
準備工程（＃５）で分級のために用いられる篩分級装置は、還元鉄８に振動や転動を与えることが可能な装置（例えば振動篩装置）である必要がある。塊状物質１１の粒度と、粉粒状物質１２の粒度との差は、そこまで顕著でないからである。還元鉄８を振動や転動させずに分級すると、篩分級装置のメッシュの大きさよりも僅かに小さい粒度の粉粒状物質１２が、篩上品として塊状物質１１に混入してしまう恐れがある。準備工程（＃５）では、篩分級装置として可動式篩分級装置１０が用いられるため、塊状物質１１に粉粒状物質１２が混入するのを抑制することができる。したがって、本実施形態に係る製造方法で得られる塊成化状高炉用原料１９が高炉に装入されれば、トラブルが発生しにくく、高炉の操業が安定する。
【0050】
本実施形態の例では、粉粒状物質１２（及び塊状物質１１）はカルシウムシリケート（例：ダイカルシウムシリケート）を含む。ダイカルシウムシリケートは、カルシウム含有物質３（例：炭酸カルシウム、水酸化カルシウム及び酸化カルシウム等）と珪素含有物質（ケイ石微粉末、粘土、シリカヒューム、フライアッシュ及び非晶質シリカ等）とが混合され、焼成されることによって生成される。ダイカルシウムシリケートは、α型、α´型、β型及びγ型が存在する。本実施形態の例では、混合原料６に含まれる二酸化珪素等の珪素含有物質がカルシウム含有物質３と反応して、カルシウムシリケートが生成される。ただし、粉粒状物質１２はカルシウムシリケートの代わりにカルシウムアルミネートを含んでいてもよいし、カルシウムシリケート及びカルシウムアルミネートの両方を含んでいてもよい。酸化アルミニウム等のアルミニウム含有物質がカルシウム含有物質３と反応して、カルシウムアルミネートが生成される。アルミニウム含有物質は、例えば鉄系廃材１に含まれる。カルシウムシリケート及びカルシウムアルミネートは、例えば還元焙焼処理の際に生成される。カルシウムシリケート及びカルシウムアルミネートは、セメントに含まれる成分であり、いずれも炭酸化することで硬化する。
【0051】
本実施形態の製造方法では、粉粒状物質１２に含まれるカルシウムシリケートは、後述する水浸工程（＃２０）及び静置工程（＃２５）において炭酸化される。カルシウムシリケートはセメントに含まれる強度発現成分でもあり、この粉粒状物質１２を用いて製造した塊成化状高炉用原料１９の強度は、カルシウムシリケートを含まない粉粒状物質１２を用いて製造した塊成化状高炉用原料１９の強度よりも大きい。
【0052】
カルシウムシリケートは、例えばバインダー（例：ポルトランドセメント）にも含まれる。したがって、塊成化状高炉用原料１９の強度を向上させるために、粉粒状物質１２にバインダーが添加されてもよい。ただし、バインダーは、二酸化珪素等の珪素含有物質及び酸化アルミニウム等のアルミニウム含有物質を含む。珪素含有物質は製鉄プロセスにおいては不要な成分である。また、アルミニウム含有物質は、高炉の操業を不安定化させる成分である。粉粒状物質１２にバインダーを添加すると、粉粒状物質１２の珪素含有物質及びアルミニウム含有物質の含有量が増加してしまう。バインダーが添加された粉粒状物質１２を高炉の原料として用いると、製鉄プロセスにおいて不要な成分である珪素含有物質やアルミニウム含有物質の高炉投入量を増やしてしまうことになる。さらに、バインダーが粉粒状物質１２に添加される場合、粉粒状物質１２及びバインダーは極力均一に混合される必要がある。粉粒状物質１２及びバインダーが均一に混合されるためには、高性能な混合装置が必要となる。バインダーが粉粒状物質１２に添加される場合、バインダーが添加されない場合と比較して、バインダーを準備及び混合するためのコストが増加する。以上のことから、粉粒状物質１２には、バインダーが極力添加されないことが好ましい。粉粒状物質１２の由来となる鉄系廃材１や炭材２にも珪素含有物質及びアルミニウム含有物質が含まれるが、これらの分離除去は容易でなく、高炉への投入は避けられない。ただし、鉄系廃材１や炭材２に含まれる珪素含有物質及びアルミニウム含有物質がカルシウム含有物質３と反応して得られるカルシウムシリケートやカルシウムアルミネートは、圧壊強度を確保する観点から有効な成分である。製鉄プロセスにおいて不要な成分である珪素含有物質やアルミニウム含有物質の高炉投入量を敢えて増やすこともない。そこで、本実施形態の製造方法では、ロータリキルン７での原料となる鉄系廃材１や炭材２に含まれ、製鉄プロセスにおいて不純物となっている珪素含有物質やアルミニウム含有物質をカルシウムシリケートやカルシウムアルミネートに変化させ、強度発現に寄与させることが考慮されている。本実施形態の製造方法によれば、還元焙焼処理の過程で、鉄系廃材等の原料に含まれ、製鉄プロセスにおいては不純物である珪素含有物質やアルミニウム含有物質から、カルシウムシリケートやカルシウムアルミネートを副次的に製造し、粉粒状物質１２に含ませることで、粉粒状物質１２へのバインダーの添加を省略することができる。また、還元焙焼処理において生成される金属鉄も、バインダーと同様の機能を有する。
【0053】
還元焙焼処理の際、還元炉内の温度条件は特に限定されない。通常、原料を焼成してダイカルシウムシリケートを生成する際の温度は、１３００℃以上が好ましく、１４００℃以上がより好ましいことが知られている。１３００℃未満の温度条件下では、焼成された原料が生焼けになる恐れもある。
【0054】
しかしながら、本実施形態において、カルシウム含有物質３はスラリー状の石灰乳である。これにより、混合原料６に含まれるカルシウム含有物質３及び珪素含有物質の接触効率が高められる。したがって、このような混合原料６を用いれば、カルシウム含有物質３と珪素含有物質との反応性が向上し、１３００℃未満の温度条件下でもダイカルシウムシリケートが生成される。還元焙焼処理温度を１３００℃未満とすることができれば、ロータリキルン７の内壁に付着する低融点物質の生成が抑制され、また、ロータリキルン７の内壁への付着物の成長が抑制される。さらに、還元焙焼処理温度を低くすることは、ロータリキルン操業における燃料使用量の削減、ロータリキルン内耐火物の寿命向上、及び設備負荷の軽減にもつながる。
【0055】
粉粒状物質１２において、鉄分、酸化カルシウム含有化合物及び珪素含有物質等の含有量は、混合原料６を製造する際の各原料（鉄系廃材１、炭材２、及びカルシウム含有物質３）の配合量によって調整される。具体的には、混合原料６を製造する前に、各原料における鉄分、カルシウム及び珪素の含有率を予め調査しておき、この調査結果により、それぞれの配合量が決定される。
【0056】
粉粒状物質１２は、乾ベースでの鉄分の総含有率が１０質量％以上５０質量％未満であるか、又は含有する鉄分に対する金属鉄の質量比が０．３５未満である。乾ベースとは、粉粒状物質１２が水分を含んでいない状態である。粉粒状物質１２は、この２つの条件のうち少なくとも一方を満たす程度に、金属鉄の含有率が低い。さらに、粉粒状物質１２の金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂは、上記の式（１）を満足する。準備工程（＃５）では、これらの規定を満たすように、用いる各原料の添加量及びロータリキルン７での還元条件等が決定されるとも言える。
【0057】
式（１）の右辺は、本実施形態の製造方法で得られる塊成化状高炉用原料１９の圧壊強度に相当する。したがって、式（１）は、塊成化状高炉用原料１９の圧壊強度が４００Ｎ／個以上であることを意味する。高炉に装入される原料は、炉内通気性を確保するため、高強度であることが要求される。塊成化状高炉用原料１９の圧壊強度は、４００Ｎ／個以上である必要がある。好ましくは、その圧壊強度は９８０Ｎ／個以上である。
【0058】
以下、粉粒状物質１２の金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂ、並びに混合原料６に含まれるカルシウム含有物質３と珪素含有物質との質量比の好適な範囲について述べる。
【0059】
金属鉄は粉粒状物質１２に十分含まれていることが好ましい。静置工程（＃２５）において、粉粒状物質１２中の金属鉄の酸化結合が促進され、得られる塊成化状高炉用原料１９の強度をより確実に確保することができるからである。粉粒状物質１２の金属鉄の含有率ａは、好ましくは１０質量％以上である。
【0060】
同様に、酸化カルシウム含有化合物は粉粒状物質１２に十分含まれていることが好ましい。静置工程（＃２５）において、粉粒状物質１２中の酸化カルシウム含有化合物の炭酸化が促進され、得られる塊成化状高炉用原料１９の強度をより確実に確保することができるからである。さらに、酸化カルシウム含有化合物は、製鉄プロセスにおいて溶融スラグの塩基度調整に用いられる成分でもある。そのため、粉粒状物質１２には、ある程度の量の酸化カルシウムが含まれている必要がある。ただし、粉粒状物質１２に過剰な酸化カルシウム含有化合物が含まれる場合、還元焙焼処理や後述する塊成工程（＃１５）での塊成化処理等において、処理対象物の量が増大し、生産効率が低下する。当然ながら、粉粒状物質１２に含まれる酸化カルシウム含有化合物の量が多いほど、粉粒状物質１２の酸化カルシウムの含有率ｂは大きくなる。粉粒状物質１２の酸化カルシウムの含有率ｂは、好ましくは１０質量％以上４０質量％以下である。
【0061】
ダイカルシウムシリケートは、カルシウムと珪素との質量比が２．９の化合物である。カルシウムと珪素との質量比は、珪素の含有率（質量％）に対するカルシウムの含有率（質量％）を意味する。そのため、混合原料６に含まれるカルシウムと珪素との質量比が２．９以上であれば、ダイカルシウムシリケートが生成しやすくなる。また、この場合、ロータリキルン７を用いて混合原料６に還元焙焼処理を施す際、ロータリキルン７の内壁に付着する低融点物質の生成が抑制され、また、ロータリキルン７の内壁への付着物の成長が抑制される。ただし、カルシウムと珪素との質量比が大きすぎる場合、還元焙焼処理や後述する塊成工程（＃１５）での塊成化処理等において、処理対象物の量が増大し、生産効率が低下する。したがって、混合原料６に含まれるカルシウムと珪素との質量比は、好ましくは２．９以上６．１以下である。
【0062】
［水分調整工程（＃１０）］
水分調整工程（＃１０）では、粉粒状物質１２に水を添加し、粉粒状物質１２に含まれる水分を調整する。本実施形態の例では、粉粒状物質１２は混合装置１３に投入された後、水が添加される。粉粒状物質１２が適度な水分を含んでいると、後述する塊成工程（＃１５）において粉粒状物質１２を塊成化する際に、強度の高い塊成化物１４が得られやすい。粉粒状物質１２の粒子間での摩擦抵抗が小さくなって圧縮力が伝播しやすくなり、粉粒状物質１２の圧密が促進されるからである。また、粉粒状物質１２を塊成化するための塊成化装置１５としてダブルロール型ブリケット成型機を用いる場合、粉粒状物質１２が適度な水分を含んでいると、粉粒状物質１２とロール面との摩擦抵抗が小さくなり、ロールの寿命が向上する。
水分調整工程（＃１０）では、粉粒状物質１２に水を添加し、粉粒状物質１２に含まれる水分を調整する。本実施形態の例では、粉粒状物質１２は混合装置１３に投入された後、水が添加される。粉粒状物質１２が適度な水分を含んでいると、後述する塊成工程（＃１５）において粉粒状物質１２を塊成化する際に、強度の高い塊成化物１４が得られやすい。粉粒状物質１２の粒子間での摩擦抵抗が小さくなって圧縮力が伝播しやすくなり、粉粒状物質１２の圧密が促進されるからである。また、粉粒状物質１２を塊成化するための塊成化装置１５としてダブルロール型ブリケット成型機を用いる場合、粉粒状物質１２が適度な水分を含んでいると、粉粒状物質１２とロール面との摩擦抵抗が小さくなり、ロールの寿命が向上する。
【0063】
粉粒状物質１２は、金属鉄及びダイカルシウムシリケートを含む。粉粒状物質１２に添加された水は、金属鉄の酸化及びダイカルシウムシリケートの炭酸化にも寄与する。金属鉄の酸化及びダイカルシウムシリケートの炭酸化が促進されれば、最終的に得られる塊成化状高炉用原料１９の強度が高められる。以上より、粉粒状物質１２に含まれる水分は、ある程度、多いことが好ましい。そこで、水分調整工程（＃１０）では、粉粒状物質１２に含まれる水分を０．５質量％以上に調整する。
【0064】
一方、粉粒状物質１２に多量の水分が含まれると、塊成工程（＃１５）において、粉粒状物質１２を塊成化するのが困難となる場合もある。粉粒状物質１２に過剰な水分が含まれる場合、粉粒状物質１２が塊成化装置１５（ダブルロール型ブリケット成型機）のロールに付着する恐れがあるからである。また、この場合、塊成化装置１５に粉粒状物質１２を供給するためのホッパで棚吊りが発生し、塊成化装置１５への原料供給が不安定化する恐れもある。そのため、水分調整工程（＃１０）では、粉粒状物質１２に含まれる水分を６．０質量％以下に調整する。これにより、塊成工程（＃１５）において、粉粒状物質１２の塊成化が安定的に行われる。
【0065】
水分調整工程（＃１０）では、粉粒状物質１２に油及び潤滑剤をさらに添加することも考えられる。ただし、この場合、後述する水浸工程（＃２０）及び静置工程（＃２５）において塊成化物１４に水浸処理及び静置処理が施される際に、油及び潤滑剤に含まれる油分が排水や土壌に混入し、環境上の問題が発生する恐れがある。そのため、油及び潤滑剤が粉粒状物質１２に添加されないことが好ましい。
【0066】
本実施形態の例では、水分調整工程（＃１０）で粉粒状物質１２に水を添加する前に、準備工程（＃５）において還元鉄８が振動篩装置等の可動式篩分級装置１０によって分級される。つまり、還元鉄８の分級は、還元鉄８が乾いた状態で行われる。この場合、還元鉄８が可動式篩分級装置のメッシュ網に付着しにくい。
【0067】
［塊成工程（＃１５）］
塊成工程（＃１５）では、水分調整工程（＃１０）の後、粉粒状物質１２を冷間で圧縮塊成化して塊成化物１４を形成する。圧縮塊成化には、塊成化装置１５が用いられる。一般に、粉粒状の物質を圧縮塊成化するための方法は、タブレッティングとロールプレスに大別される。タブレッティングでは、密閉された型の中に粉粒状の物質を充填し、充填された粉粒状の物質をピストンで圧縮して所定の形に成型する。ロールプレスは、ブリケッティングを含む。ブリケッティングでは、２つの回転可能なロールを有する塊成化装置が用いられる。本実施形態の製造方法で用いられる塊成化装置１５は、ダブルロール型ブリケット成型機である。要するに、本実施形態の例では、ブリケッティングによって粉粒状物質１２を圧縮塊成化する。
塊成工程（＃１５）では、水分調整工程（＃１０）の後、粉粒状物質１２を冷間で圧縮塊成化して塊成化物１４を形成する。圧縮塊成化には、塊成化装置１５が用いられる。一般に、粉粒状の物質を圧縮塊成化するための方法は、タブレッティングとロールプレスに大別される。タブレッティングでは、密閉された型の中に粉粒状の物質を充填し、充填された粉粒状の物質をピストンで圧縮して所定の形に成型する。ロールプレスは、ブリケッティングを含む。ブリケッティングでは、２つの回転可能なロールを有する塊成化装置が用いられる。本実施形態の製造方法で用いられる塊成化装置１５は、ダブルロール型ブリケット成型機である。要するに、本実施形態の例では、ブリケッティングによって粉粒状物質１２を圧縮塊成化する。
【0068】
図４は、本実施形態の製造方法で用いられる塊成化装置１５の断面図である。図４を参照して、塊成化装置１５は、２つの円筒形のロール１５１，１５２を含む。ロール１５１とロール１５２は、水平方向に隙間を空けて隣接する。２つのロール１５１，１５２の上方には、図示しないホッパが設けられる。このホッパから２つのロール１５１，１５２間の隙間に向かって、水分調整工程（＃１０）後の粉粒状物質１２が供給される。２つのロール１５１，１５２は、上方から互いに近づく向きに回転する。ロール１５１，１５２の外表面には、周方向に沿って複数のポケット１５１ａ，１５２ａが設けられている。ロール１５１，１５２の各々は、複数の窪みを有するとも言える。ポケット１５１ａ，１５２ａは、粉粒状物質１２を塊成化物１４に成形する型となる。つまり、得られる塊成化物１４の形状の一部は、ポケット１５１ａ，１５２ａの形状と実質的に一致する。
【0069】
塊成工程（＃１５）では、回転する２つのロール１５１，１５２間に粉粒状物質１２を供給して、ロール１５１，１５２表面と粉粒状物質１２との間の摩擦によって、粉粒状物質１２をスリップさせながら圧縮する。その際、粉粒状物質１２は２つのロール１５１，１５２で圧縮され、粉粒状物質１２の粒子同士は接近する。そのため、空隙が少なく、密度の大きい塊成化物１４が得られる。さらに、ロール１５１，１５２の回転により粉粒状物質１２が圧縮されるため、得られる塊成化物１４の強度はタブレッティングで得られる塊成化物の強度よりも大きくなる。また、ダブルロール型ブリケット成型機の操作は連続的で、生産性が高い。以上より、粉粒状物質１２を圧縮塊成化して塊成化物１４に形成する方法は、好ましくはブリケッティングであり、ダブルロール型ブリケット成型機が用いられることが好ましい。
【0070】
塊成化装置１５は、粉粒状物質１２をロール１５１，１５２で圧縮する際の成型加圧力を自動で制御可能な構成であることがより好ましい。成型加圧力は、塊成化物１４の成型性や圧壊強度を管理する観点から重要である。粉粒状物質１２の性状及びホッパ内の粉粒状物質１２の貯留量によって必要な成型加圧力は変動する。塊成化装置１５が成型加圧力を自動で制御可能なダブルロール型ブリケット成型機であれば、成型加圧力を目標値付近に制御でき、得られる塊成化物１４の圧壊強度等の品質が安定化する。
【0071】
ただし、塊成化装置１５で粉粒状物質１２を圧縮塊成化したとしても、粉粒状物質１２の一部は塊成化されず、粉粒状物質１２として残存する場合がある。塊成工程（＃１５）では、圧縮塊成化された塊成化物１４及び残存する粉粒状物質１２を篩分級装置１６にかける。篩分級装置１６は、メッシュ網を有する。これにより、塊成化物１４及び粉粒状物質１２の混合物は、篩上品である塊成化物１４と、篩下品である粉粒状物質１２とに分級される。図３に示す通り、粉粒状物質１２は、混合装置１３よりも前段に戻され、塊成化装置１５によって再度圧縮塊成化される。
【0072】
塊成化物１４の粒度と、粉粒状物質１２の粒度との差は顕著である。そのため、篩分級装置１６は、振動篩装置等の可動式篩分級装置であってもよいし、そうでなくてもよい。可動式篩分級装置を用いない場合、所定の大きさのメッシュでメッシュ網を斜めに設置し、その上で塊成化物１４及び粉粒状物質１２の混合物を転動させる。塊成化物１４が通過しない程度に篩分級装置１６のメッシュを大きくすれば、塊成化物１４及び粉粒状物質１２の混合物に振動を与えなくても、粉粒状物質１２は確実にメッシュを通過すると考えられる。篩分級装置１６のメッシュは、可動式篩分級装置１０のメッシュより大きくてもよい。篩分級装置１６のメッシュの大きさは、例えば１０～１５ｍｍである。
【0073】
篩分級装置１６のメッシュが可動式篩分級装置１０のメッシュより大きい場合には、篩分級装置１６で分級された後の篩下品（粉粒状物質１２）に、可動式篩分級装置１０のメッシュよりも大きい粒子が含まれている可能性がある。このような大きい粒子を塊成化装置１５で圧縮塊成化すると、塊成化装置１５に過大な負荷がかかる。そのため、篩分級装置１６のメッシュが可動式篩分級装置１０のメッシュより大きい場合、篩分級装置１６で分級された後の粉粒状物質１２は、可動式篩分級装置１０よりも前段に戻される。篩分級装置１６で分級された後の粉粒状物質１２を可動式篩分級装置１０でさらに分級すると、可動式篩分級装置１０のメッシュより大きい粒子は、塊状物質１１として粉粒状物質１２から取り除かれる。
【0074】
［水浸工程（＃２０）］
水浸工程（＃２０）では、篩分級装置１６で分級された後の塊成化物１４に水浸処理を施す。本実施形態の例では、水浸工程（＃２０）では、塊成化物１４は水１８が張られた水浸処理装置１７に投入される。水浸処理とは、塊成化物１４の表面全体が水１８と接触した状態が所定の時間保たれることを意味する。ただし、複数の塊成化物１４が水浸処理装置１７に投入される場合は、塊成化物１４同士が接触している部分を除いた塊成化物１４の表面と水１８とが接触していればよい。
水浸工程（＃２０）では、篩分級装置１６で分級された後の塊成化物１４に水浸処理を施す。本実施形態の例では、水浸工程（＃２０）では、塊成化物１４は水１８が張られた水浸処理装置１７に投入される。水浸処理とは、塊成化物１４の表面全体が水１８と接触した状態が所定の時間保たれることを意味する。ただし、複数の塊成化物１４が水浸処理装置１７に投入される場合は、塊成化物１４同士が接触している部分を除いた塊成化物１４の表面と水１８とが接触していればよい。
【0075】
水浸処理は、塊成化物１４を製造した直後に行われてもよいし、塊成化物１４を製造してから数時間以上が経過した後に行われてもよい。ただし、塊成化物１４は、製造された後に静置されることにより、強度が上昇する。強度が上昇した塊成化物１４は、この塊成化物１４の搬送過程で落下衝撃等が与えられたとしても損壊しにくい。したがって、水浸工程（＃２０）では、好ましくは、塊成化物１４が製造された後、１５～２０分以上静置されてから水浸処理を施す。
【0076】
塊成化物１４に水浸処理を施す時間は、特に限定されるものではなく、塊成化物１４の材質や大きさ等によって適宜設定してよい。ただし、水１８を塊成化物１４に十分に浸透させる観点から、水浸処理を施す時間は３秒以上とすることが好ましい。また、水浸処理を施す時間が長すぎると、生産性が悪化する。したがって、塊成化物１４に水浸処理を施す時間は、好ましくは３秒以上６００秒以下である。
【0077】
篩分級装置１６で分級された後の塊成化物１４は、水１８が張られた保管容器に投入され、この保管容器内で水浸処理を施されてもよい。要するに、塊成化物１４の保管と、水浸処理を同時に行ってもよい。この場合、塊成化物１４に水浸処理を施す時間は、６００秒より長くてもよい。塊成化物１４の強度を確保する観点からは、実質的に問題にならないからである。
【0078】
水浸処理に用いる水１８は、例えば水道水、工業用水、海水、及び工業廃水等である。塊成化物１４に含まれる金属鉄の酸化が促進され、塊成化物１４の強度が向上することから、水１８のｐＨは７よりも低くすることも可能である。日本鉄鋼協会 材料とプロセス（ＣＡＭＰ－ＩＳＩＪ） ｖｏｌ．２５（２０１２）．ｐ．２７９には、塩化ナトリウム水溶液を用いた水浸処理は、純水を用いた水浸処理と比較して、得られる塊成化状高炉用原料１９の圧壊強度が高くなることが記載されている。水浸処理に塩化ナトリウム水溶液を用いた場合、水浸処理の後に行われる静置処理の処理時間を短縮できることも期待される。その場合、塩化ナトリウム水溶液を使用することによる設備腐食を考慮する必要がある。ただし、高炉用原料として必要な強度を確保する観点からは、ｐＨが７より高い水１８が水浸処理で用いられても実質的に問題ない。静置処理時間を長くすることで、必要な圧壊強度は得られる。そのため、ｐＨが７より高い、安価な工業廃水等を水１８として使用することもある。
【0079】
［静置工程（＃２５）］
静置工程（＃２５）では、水浸工程（＃２０）の後、塊成化物１４に静置処理を施す。具体的には、静置工程（＃２５）では、水浸処理後の塊成化物１４は、酸素及び二酸化炭素が存在する雰囲気で静置される。静置処理が施された後の塊成化物１４は、塊成化状高炉用原料１９となる。
静置工程（＃２５）では、水浸工程（＃２０）の後、塊成化物１４に静置処理を施す。具体的には、静置工程（＃２５）では、水浸処理後の塊成化物１４は、酸素及び二酸化炭素が存在する雰囲気で静置される。静置処理が施された後の塊成化物１４は、塊成化状高炉用原料１９となる。
【0080】
塊成化物１４は、粉粒状物質１２を塊成化したものであるため、粉粒状物質１２と同様に金属鉄、カルシウムシリケート等の酸化カルシウム含有化合物を含む。水浸工程（＃２０）において、塊成化物１４は水浸処理を施され、塊成化物１４の開気孔に水１８が入り込む。その後、静置工程（＃２５）において、静置処理することにより、開気孔に入り込んだ水１８に開気孔近傍にある金属鉄、酸化カルシウム含有化合物が溶け込む。雰囲気中の酸素及び二酸化炭素も、水１８に溶け込む。この状態で塊成化物１４を静置することにより、塊成化物１４が脱水されながら、一部の金属鉄の酸化及び酸化カルシウム含有化合物（カルシウムシリケート等）の炭酸化が進行する。具体的には、雰囲気中の酸素によって水１８に溶け込んだ金属鉄の酸化が進行する。雰囲気中の二酸化炭素によって水１８に溶け込んだ酸化カルシウム含有化合物（カルシウムシリケート等）の炭酸化（説明の便宜上、以下では、これらの炭酸化をまとめて「酸化カルシウム含有化合物の炭酸化」と言う。）が進行する。これにより、塊成化物１４のうち開気孔が存在していた位置に酸化鉄及び炭酸カルシウムが生成する。炭酸カルシウムは、酸化カルシウム含有化合物の一種である。水浸処理を行う前から粉粒状物質１２に含まれている炭酸カルシウムは、既に炭酸化している化合物ではあるが、塊成化物１４の開気孔に入り込み、充填物として強度発現に寄与する。例えば、開気孔に入り込んだ水１８に大気中の炭酸ガスが吸収されると、開気孔近傍にある炭酸カルシウムが水１８に溶けやすくなる。水１８に溶けた炭酸カルシウムは、その後の静置処理で水１８が蒸発した後も開気孔に残り、他の酸化カルシウム含有化合物の炭酸化によって発生した炭酸カルシウムとともに、開気孔に充填され、開気孔近傍にある物質同士の結合力を高め、塊成化物１４の強度発現に寄与する。このように、炭酸カルシウム及び酸化鉄は、塊成化物１４の開気孔周辺の粒子同士を接着して結合を強化する。これにより、得られる塊成化状高炉用原料１９の強度が向上する。
【0081】
二酸化炭素濃度が１％未満の雰囲気中でも、静置された塊成化物１４に含まれる酸化カルシウム含有化合物の炭酸化は進行する。そのため、塊成化物１４は、屋外ヤードにて大気中に静置されてもよい。塊成化物１４を静置する期間は、特に限定されるものではないが、例えば７～１０日である。
【0082】
静置処理中、水浸処理で塊成化物１４内に吸収された水１８が無くなると、その時点で金属鉄の酸化及び酸化カルシウム含有化合物の炭酸化は停止する。そのため、屋外ヤードで静置処理した場合、雨が降ることにより、塊成化物１４に水が供給され、その後の静置処理において、金属鉄の酸化及び酸化カルシウム含有化合物の炭酸化が促進され、塊成化物１４の圧壊強度が増加する。また、静置工程（＃２５）では、静置処理中の塊成化物１４に散水を行ってもよい。
【0083】
静置処理する際の雰囲気温度は、特に限定されない。ただし、雰囲気温度が５℃未満となると、金属鉄の酸化及び酸化カルシウム含有化合物の炭酸化反応が進行しにくくなる。その場合、静置処理時間を長くする等の対応が必要となり、生産性が悪化する。逆に、静置処理中の雰囲気温度を５℃以上、好ましくは１５℃以上とすれば、金属鉄の酸化及び酸化カルシウム含有化合物の炭酸化反応を促進することができ、生産性が向上する。一方、雰囲気温度が５０℃を超えると、水浸処理で塊成化物１４に吸水された水１８の蒸発が速くなり、十分な強度発現が得られる前に塊成化物内から水がなくなることも懸念される。静置処理中の雰囲気温度を５０℃以下とすれば、塊成化物１４から水１８が即座に蒸発するのを抑制することができるとも言える。以上より、静置処理する際の雰囲気温度は、５℃以上５０℃以下、好ましくは１５℃以上５０℃以上とする。
【0084】
静置工程（＃２５）では、図示しない静置処理装置を用いて静置処理を行ってもよい。この場合、塊成化物１４は静置処理装置内で静置される。静置処理装置内は、雰囲気の温度、湿度、酸素濃度及び炭酸ガス濃度が管理される。静置処理は、炭酸ガス濃度が大気中よりも高く管理された雰囲気で行われてもよい。静置処理が炭酸ガスを含む雰囲気で行われれば、塊成化物１４中の酸化カルシウム含有化合物の炭酸化が促進される。これにより、得られる塊成化状高炉用原料１９の強度が向上する。また、強度発現速度が速くなり、静置処理時間が短縮される。
【0085】
［効果］
本実施形態に係る製造方法では、まず、金属鉄の含有率ａが低い粉粒状物質１２を準備する。具体的には、粉粒状物質１２は、乾ベースでの鉄分の総含有率が１０質量％以上５０質量％未満であるか、又は含有する鉄分に対する金属鉄の質量比が０．３５未満である。本実施形態に係る製造方法では、この粉粒状物質１２に含まれる水分を調整した後、粉粒状物質１２を圧縮塊成化して塊成化物１４を製造する。さらに、塊成化物１４に水浸処理及び静置処理を施す。準備工程（＃５）において、粉粒状物質１２の金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂは、上記の式（１）を満足するように調整されている。これは、上述したとおり、得られる塊成化状高炉用原料１９の圧壊強度が４００Ｎ／個以上であることを意味する。したがって、本実施形態に係る製造方法によれば、金属鉄の含有率ａが低い原料を用いた場合でも、高炉で使用可能な強度を有する塊成化状高炉用原料１９を製造することができる。
本実施形態に係る製造方法では、まず、金属鉄の含有率ａが低い粉粒状物質１２を準備する。具体的には、粉粒状物質１２は、乾ベースでの鉄分の総含有率が１０質量％以上５０質量％未満であるか、又は含有する鉄分に対する金属鉄の質量比が０．３５未満である。本実施形態に係る製造方法では、この粉粒状物質１２に含まれる水分を調整した後、粉粒状物質１２を圧縮塊成化して塊成化物１４を製造する。さらに、塊成化物１４に水浸処理及び静置処理を施す。準備工程（＃５）において、粉粒状物質１２の金属鉄の含有率ａ及び酸化カルシウムの含有率ｂは、上記の式（１）を満足するように調整されている。これは、上述したとおり、得られる塊成化状高炉用原料１９の圧壊強度が４００Ｎ／個以上であることを意味する。したがって、本実施形態に係る製造方法によれば、金属鉄の含有率ａが低い原料を用いた場合でも、高炉で使用可能な強度を有する塊成化状高炉用原料１９を製造することができる。
【0086】
塊成化物１４は、水浸処理で水１８を吸収して膨張する。一般に、塊成化物が過剰に膨張すると、塊成化物が崩壊する。しかしながら、塊成化物１４は多少膨張するものの、金属鉄同士の圧着や噛み込みによる結合によって崩壊には至らない。また、一般に、高炉内の高温部に投入された塊成化物は、熱膨張して崩壊する場合がある。しかしながら、この場合でも、塊成化物１４に含まれる金属鉄同士の圧着や噛み込みにより金属鉄が結合されていれば、塊成化物１４の崩壊が抑制される。したがって、本実施形態に係る製造方法では、塊成化物１４に含まれる金属鉄の酸化結合及び上述した酸化カルシウム含有化合物の炭酸化等の複数の要因が塊成化物１４の強度や形状に作用する。これらの要因の相乗効果によって、塊成化物１４の強度や形状が維持される。つまり、塊成化物１４の強度や形状を維持するために、塊成化物１４はある程度の金属鉄を含んでいる必要がある。本実施形態の例では、塊成化物１４の原料である粉粒状物質１２の金属鉄の含有率ａが１０質量％以上であるため、塊成化物１４の強度や形状を維持することができる。
【0087】
［変形例］
上述した本実施形態の例では、還元焙焼処理で用いる還元炉は、ロータリキルン７である。しかしながら、還元炉は回転炉床炉、流動床炉及びシャフト炉等であってもよい。還元炉として回転炉床炉が用いられる場合、混合された鉄系廃材１、炭材２及びカルシウム含有物質３（混合原料６）は、塊成化されてから回転炉床炉に投入される。還元焙焼処理の際、回転炉床炉内では、酸化鉄の一部が還元され、金属鉄となる。これにより、混合原料６は、金属鉄を含む還元鉄８となる。回転炉床炉から得られる還元鉄８の大半は塊成化されている。塊成化された還元鉄８の強度が不十分な場合、塊成工程（＃１５）において、この還元鉄８を塊成化装置１５で再度塊成化してもよい。この場合、還元鉄８を塊成化装置１５に通すために、塊成化された還元鉄８を一旦破砕してもよい。
上述した本実施形態の例では、還元焙焼処理で用いる還元炉は、ロータリキルン７である。しかしながら、還元炉は回転炉床炉、流動床炉及びシャフト炉等であってもよい。還元炉として回転炉床炉が用いられる場合、混合された鉄系廃材１、炭材２及びカルシウム含有物質３（混合原料６）は、塊成化されてから回転炉床炉に投入される。還元焙焼処理の際、回転炉床炉内では、酸化鉄の一部が還元され、金属鉄となる。これにより、混合原料６は、金属鉄を含む還元鉄８となる。回転炉床炉から得られる還元鉄８の大半は塊成化されている。塊成化された還元鉄８の強度が不十分な場合、塊成工程（＃１５）において、この還元鉄８を塊成化装置１５で再度塊成化してもよい。この場合、還元鉄８を塊成化装置１５に通すために、塊成化された還元鉄８を一旦破砕してもよい。
【0088】
本実施形態の例では、準備工程（＃５）において、可動式篩分級装置１０によって還元鉄８が分級される。しかしながら、可動式篩分級装置１０による還元鉄８の分級は、水分調整工程（＃１０）の後に行われてもよい。この場合、還元鉄８は、水分調整工程（＃１０）において水を添加された後、可動式篩分級装置１０によって分級される。この場合の塊成化状高炉用原料１９の製造プロセスフローを図５に示す。図５は、製造プロセスフローの一例を示す模式図である。
【0089】
乾いた還元鉄８に対して可動式篩分級装置１０による分級を行うと、還元鉄８が振動する等して発塵する恐れがある。そこで、水を添加された後の還元鉄８に対して可動式篩分級装置１０による分級を行えば、還元鉄８の発塵が抑制される。水分調整工程（＃１０）では、発塵を抑制する観点から、粉粒状物質１２に含まれる水分は０．５質量％以上に調整されることが好ましい。
【0090】
水を添加された後の還元鉄８に対して可動式篩分級装置１０による分級を行う場合、還元鉄８に過剰な水分が添加されていると、還元鉄８が可動式篩分級装置１０のメッシュ網に付着しやすくなる。そのため、分級の効率が低下する。そこで、水分調整工程（＃１０）では、還元鉄８に含まれる水分が６．０質量％以下となるように調整される。還元鉄８に含まれる水分が６．０質量％以下であれば、還元鉄８は可動式篩分級装置１０のメッシュ網に付着しにくい。
【0091】
本実施形態の例では、ロータリキルン７で製造された還元鉄８は、可動式篩分級装置１０で粉粒状物質１２に分級され、混合装置１３で水を添加された後、塊成化装置１５で圧縮塊成化される。このプロセスは、連続した設備の中で行われる。しかしながら、プロセスの最中に還元鉄８及び粉粒状物質１２を一旦保管し、時間をおいてからプロセスを再開してもよい。例えば、塊成化装置１５が保全やトラブル等により停止したとしても、ロータリキルン７の運転を継続してもよい。この場合、ロータリキルン７で製造された還元鉄８は一時的に保管され、塊成化装置１５の運転が再開してから還元鉄８（粉粒状物質１２）の圧縮塊成化が行われてもよい。逆に、還元鉄８及び粉粒状物質１２が一時的に保管されていれば、仮にロータリキルン７が停止したとしても、塊成化装置１５による圧縮塊成化が継続される。
【0092】
還元鉄８及び粉粒状物質１２の一時的な保管が可能なのは、本実施形態の塊成工程（＃１５）では、冷間で圧縮塊成化を行うからである。圧縮塊成化を熱間で行う場合、ロータリキルン７で製造された還元鉄８の温度は、約７００℃に維持される必要がある。そのため、圧縮塊成化を熱間で行う場合には、還元鉄８及び粉粒状物質１２を一時的に保管するのは困難である。
【0093】
本実施形態の水分調整工程（＃１０）では、粉粒状物質１２に水を添加することにより、粉粒状物質１２に含まれる水分を調整する。また、上述した通り、図５に示す製造プロセスフローでは、還元鉄８に水を添加することにより、還元鉄８に含まれる水分を調整する場合がある。しかしながら、粉粒状物質１２や還元鉄８に含まれる水分を調整する方法は、これに限定されない。以下、粉粒状物質１２の水分を調整する方法について説明するが、同様の方法を用いて還元鉄８の水分を調整することもできる。したがって、以下の水分調整に関する説明において、「粉粒状物質１２」を「還元鉄８」と読み替えてもよい。
【0094】
例えば、水分を含む粉粒状物質１２と、乾いた粉粒状物質１２とを混合することにより、粉粒状物質１２に含まれる水分を調整してもよい。要するに、水分調整工程（＃１０）において、水の代わりに水分を含む粉粒状物質１２を水分源として用いてもよい。水分を含む粉粒状物質１２とは、例えば、屋外ヤードに一時保管されている間に雨が降り、水分を吸収した粉粒状物質１２や、ロータリキルン７で製造された後に水冷によって冷却された粉粒状物質１２である。乾いた粉粒状物質１２とは、例えば、ロータリキルン７で製造された後に空冷によって冷却された粉粒状物質１２である。
【0095】
水分調整工程（＃１０）において、水分を含む粉粒状物質１２を水分源として用いる場合に、水分を含む粉粒状物質１２と乾いた粉粒状物質１２とを別々に分級すると、２つの可動式篩分級装置１０が必要となり、コストが増加する。また、この場合に、水分を含む粉粒状物質１２に過剰な水分が含まれると、水分を含む粉粒状物質１２が可動式篩分級装置１０のメッシュ網に付着し、分級効率が低下する。一方、乾いた粉粒状物質１２を可動式篩分級装置１０で分級すると、乾いた粉粒状物質１２が発塵する恐れがある。以上のことから、水分を含む粉粒状物質１２を水分源として用いる場合、好ましくは、水分を含む粉粒状物質１２及び乾いた粉粒状物質１２を混合してから、可動式篩分級装置１０による分級を行う。
【0096】
ただし、水分を含む粉粒状物質１２は、１０～２０ｍｍ程度以上の大きさの粗粒を含む場合がある。この場合、水分を含む粉粒状物質１２と乾いた粉粒状物質１２とを混合する前に、水分を含む粉粒状物質１２を分級して粗粒を分離除去してもよい。粗粒を分離除去する場合には、篩装置のメッシュを大きくすることができるため、水分を含む粉粒状物質１２が篩装置のメッシュ網に付着しにくい。粗粒は設備に悪影響を及ぼす懸念がある。例えば、粗粒は混合装置内で回転物に噛み込む等して、過負荷を与え、設備故障の原因となることが考えられる。分離除去された粗粒は、高炉等に投入してもよい。
【0097】
本実施形態の例では、亜鉛を含む鉄系廃材１を原料の１つとして、粉粒状物質１２が生成された。しかしながら、鉄系廃材１の代わりに亜鉛を含まない鉄系ダストを原料としてもよい。粉粒状物質１２の原料が亜鉛を含まない場合、脱亜鉛処理は考慮しなくてもよい（酸化鉄の還元処理は必須）。また、製鉄過程で発生する金属鉄や酸化カルシウム含有化合物を含有する粉粒状のダストやスラグ（例：製鋼スラグ）等を、還元焙焼処理せずに、そのまま粉粒状物質１２として用いてもよい。この場合、粉粒状物質１２を生成するための工程を全て省略することができる。
【0098】
製鋼スラグは、製鉄プロセスの副生品であり、例えば脱硫スラグである。製鋼スラグは、金属鉄及びカルシウムシリケート等の酸化カルシウム含有化合物を含む。製鋼スラグから製造される塊成化状高炉用原料１９は、カルシウムの含有率が高くなるため、高炉におけるカルシウム源として使用することができる。例えば、高炉に酸性の原料が多く投入された場合、製鋼スラグから製造される塊成化状高炉用原料１９を投入することで、高炉内で生成されるスラグの塩基度が適正化され、溶融スラグの排出が安定化する。このように、製鉄プロセスの副生品である製鋼スラグは、石灰石等のカルシウム源の代用品として活用することができる。また、製鋼スラグには鉄分も含まれることから、製鋼スラグは鉄源としての利用も期待されている。
【0099】
一般に、金属鉄の含有率の高い原料を用いれば、高強度の塊成化状高炉用原料を製造しやすい。本実施形態における原料である粉粒状物質１２は、乾ベースでの鉄分の総含有率が１０質量％以上５０質量％未満であるか、又は含有する鉄分に対する金属鉄の質量比が０．３５未満である。本実施形態の製造方法では、このような金属鉄の含有率ａの低い原料を用いた場合であっても、高強度の塊成化状高炉用原料１９を製造することができる。したがって、本実施形態の製造方法では、粉粒状物質１２よりも金属鉄の含有率の高い原料、すなわち、乾ベースでの鉄分の総含有率が５０質量％以上、かつ含有する鉄分に対する金属鉄の質量比が０．３５以上の原料を用いた場合でも、当然に高強度の塊成化状高炉用原料を製造することができる。
【実施例0100】
［第１実施例］
本実施形態の製造方法の効果を確認するため、製鋼スラグ（脱硫スラグ）を原料として塊成化状高炉用原料を製造し、製造された塊成化状高炉用原料の圧壊強度を調べた。本実施例で塊成化状高炉用原料の原料とした製鋼スラグの組成を表３に示す。表３に示す通り、本実施例で用いた製鋼スラグは、鉄分の総含有率が２３．５質量％、金属鉄の含有率が１６．８質量％（０．１６８）、含有する鉄分に対する金属鉄の質量比（金属化率）が０．７１であった。また、本実施例で用いた製鋼スラグの酸化カルシウムの含有率は、３５．３質量％（０．３５３）であった。製鋼スラグの金属鉄の含有率ａ＝０．１６８及び酸化カルシウムの含有率ｂ＝０．３５３を用いると、上記の式（１）の右辺から、得られる塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、１１９３Ｎ／個（≒２３４０×０．１６８＋３４００×０．３５３－４００）と推定される。
本実施形態の製造方法の効果を確認するため、製鋼スラグ（脱硫スラグ）を原料として塊成化状高炉用原料を製造し、製造された塊成化状高炉用原料の圧壊強度を調べた。本実施例で塊成化状高炉用原料の原料とした製鋼スラグの組成を表３に示す。表３に示す通り、本実施例で用いた製鋼スラグは、鉄分の総含有率が２３．５質量％、金属鉄の含有率が１６．８質量％（０．１６８）、含有する鉄分に対する金属鉄の質量比（金属化率）が０．７１であった。また、本実施例で用いた製鋼スラグの酸化カルシウムの含有率は、３５．３質量％（０．３５３）であった。製鋼スラグの金属鉄の含有率ａ＝０．１６８及び酸化カルシウムの含有率ｂ＝０．３５３を用いると、上記の式（１）の右辺から、得られる塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、１１９３Ｎ／個（≒２３４０×０．１６８＋３４００×０．３５３－４００）と推定される。
【0101】
【表3】
【0102】
本実施例では、上述した製鋼スラグから、２つの塊成化状高炉用原料（実施例１及び比較例１）を製造した。実施例１の塊成化状高炉用原料は、以下の手順で製造し、その圧壊強度を測定した。製鋼スラグをメッシュの大きさが５ｍｍの篩装置で分級し、篩下品をタブレッティングした。図６は、タブレッティングの様子を示す模式図である。図６を参照して、タブレッティングでは、篩下品２０の水分が４．０質量％となるように調整した後、篩下品を室温条件下で円筒型のダイス２１に投入し、篩下品２０に５ｔｆの成型荷重をかけて圧縮した。これにより、直径２８ｍｍ、高さ約１２ｍｍの円柱形のタブレット２２を製造した。このタブレット２２を、ｐＨが７．２の水２３を張った水槽２４に６００秒間沈める水浸処理を行った。水浸処理後、タブレット２２を大気中で１０日間静置する静置処理を行った。静置処理後、タブレット２２を横置き（円柱の側面が接地面と接触した状態）して、タブレット２２の上方から鉛直方向に圧壊荷重を加えて圧壊強度を測定した。
【0103】
比較例１の塊成化状高炉用原料は、実施例１の塊成化状高炉用原料と概ね同じ手順で製造した。ただし、比較例１の塊成化状高炉用原料には、水浸処理を行わなかった。比較例１の塊成化状高炉用原料の製造条件は、水浸処理を行わなかった点を除き、実施例１の塊成化状高炉用原料の製造条件と同一であった。
【0104】
本実施例の結果が表４に示される。測定の結果、実施例１の塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、１１８６Ｎ／個であった。実施例１の塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、高炉用原料として必要とされる圧壊強度（４００Ｎ／個）よりも大きい。また、実際に測定した塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、上記の式（１）の右辺から推定した圧壊強度とほとんど一致し、式（１）を用いた圧壊強度の推定方法の妥当性が確認された。
【0105】
【表4】
【0106】
一方、比較例１の塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、３１４Ｎ／個であった。比較例１の塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、高炉用原料として必要とされる圧壊強度よりも小さい。このことから、高強度の塊成化状高炉用原料を得るためには、水浸処理が必要であることが分かる。
【0107】
［第２実施例］
本実施例では、上記実施形態に係る製造方法の準備工程（＃５）と同様の手順により、粉粒状物質１２を製造した。その際、混合原料６に含まれるカルシウムと珪素との質量比が３．８となるように、カルシウム含有物質３（石灰乳）の添加量を調整した。カルシウム含有物質３は図３や図５には図示しない調整槽（シックナー）に投入され、調整槽内にて高炉ダスト、製鋼ダスト等の鉄系廃材１ａと混合された。調整槽から回収された鉄系廃材１ａとカルシウム含有物質３の混合物は図示しないフィルタープレスで脱水された後、混合装置５に供給され、電気炉ダスト等の鉄系廃材１ｂや炭材２等と混合されるとともにペレット状に造粒され、混合原料６としてロータリキルン７に投入された。ロータリキルン７を用いた還元焙焼処理における焼点温度（ロータリキルン内最高温度）は、１１８０～１２６０℃であった。還元焙焼処理後の還元鉄８を冷却し、メッシュの大きさが５ｍｍの可動式篩分級装置１０で分級した。このときの篩下品を粉粒状物質１２として用いた。この粉粒状物質１２から、塊成化状高炉用原料１９を製造した。
本実施例では、上記実施形態に係る製造方法の準備工程（＃５）と同様の手順により、粉粒状物質１２を製造した。その際、混合原料６に含まれるカルシウムと珪素との質量比が３．８となるように、カルシウム含有物質３（石灰乳）の添加量を調整した。カルシウム含有物質３は図３や図５には図示しない調整槽（シックナー）に投入され、調整槽内にて高炉ダスト、製鋼ダスト等の鉄系廃材１ａと混合された。調整槽から回収された鉄系廃材１ａとカルシウム含有物質３の混合物は図示しないフィルタープレスで脱水された後、混合装置５に供給され、電気炉ダスト等の鉄系廃材１ｂや炭材２等と混合されるとともにペレット状に造粒され、混合原料６としてロータリキルン７に投入された。ロータリキルン７を用いた還元焙焼処理における焼点温度（ロータリキルン内最高温度）は、１１８０～１２６０℃であった。還元焙焼処理後の還元鉄８を冷却し、メッシュの大きさが５ｍｍの可動式篩分級装置１０で分級した。このときの篩下品を粉粒状物質１２として用いた。この粉粒状物質１２から、塊成化状高炉用原料１９を製造した。
【0108】
本実施例で塊成化状高炉用原料１９の原料とした粉粒状物質１２の組成を表５に示す。表５に示す通り、本実施例で用いた粉粒状物質１２は、鉄分の総含有率が５１．３質量％、金属鉄の含有率が１３．５質量％（０．１３５）、含有する鉄分に対する金属鉄の質量比（金属化率）が０．２６であった。また、本実施例で用いた粉粒状物質１２の酸化カルシウムの含有率は、１５．８質量％（０．１５８）であった。粉粒状物質１２の金属鉄の含有率ａ＝０．１３５及び酸化カルシウムの含有率ｂ＝０．１５８を用いると、上記の式（１）の右辺から、得られる塊成化状高炉用原料１９の圧壊強度は、４５３Ｎ／個（≒２３４０×０．１３５＋３４００×０．１５８－４００）と推定される。
【0109】
【表5】
【0110】
まず、本実施例では、ロータリキルン７に投入する前の混合原料６及びロータリキルン７内で還元焙焼処理を施された後の粉粒状物質１２にＸ線を照射した。このＸ線回折にて、混合原料６及び粉粒状物質１２に含まれる各化合物のピークが検出されるか否かを調べた。Ｘ線回折の結果を表６に示す。表６に示す通り、混合原料６において、ダイカルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）のピークは検出されなかった。一方、粉粒状物質１２において、酸化カルシウムと二酸化珪素の化合物であり、塊成化状高炉用原料１９の強度を高めることのできるダイカルシウムシリケート（α´型及びβ型）のピークが検出された。このことから、ダイカルシウムシリケートは、還元焙焼処理中、すなわちロータリキルン７内で生成することが分かる。また、カルシウムは混合原料６においては、炭酸カルシウムとしてのピークが検出された。一方、粉粒状物質１２では、炭酸カルシウムのピークが検出されず、ダイカルシウムシリケートが検出されたことから、本実施例では、還元焙焼処理において、ダイカルシウムシリケート生成の化学反応が非常に高い効率で進行したことが分かる。また、炭酸カルシウムは約９００℃で加熱されることにより、酸化カルシウム（ＣａＯ）と炭酸ガスに熱分解される。還元焙焼処理は１０００℃以上の高温で行われる。そのため、混合原料６に含まれていた炭酸カルシウムは、還元焙焼処理によって熱分解され、粉粒状物質１２には残存していないと考えられる。
【0111】
【表6】
【0112】
通常、ダイカルシウムシリケートを生成するためには、還元焙焼処理の焼成温度は、１３００℃以上が好ましく、１４００℃以上がより好ましいことが知られている。一方、本実施例では、１３００℃未満（１１８０～１２６０℃）で還元焙焼処理を行ったにもかかわらず、ダイカルシウムシリケートが生成された。これは、カルシウム含有物質３として極微細な石灰粉が水に懸濁したスラリー状の石灰乳を用いたことにより、カルシウム含有物質３と珪素含有物質を含む鉄系廃材１及び炭材２との接触効率が高められ、反応が進行しやすかったことが要因と考えられる。
【0113】
次に、本実施例では、上述した粉粒状物質１２から、３つの塊成化状高炉用原料（実施例２－１、実施例２－２及び比較例２）を製造した。実施例２－１の塊成化状高炉用原料は、以下の手順で製造し、その圧壊強度を測定した。粉粒状物質１２の水分が４．０質量％となるように調整した後、ダブルロール型ブリケット成型機を用いて粉粒状物質１２を圧縮塊成化してブリケットを製造した。ブリケットに６０秒間の水浸処理を行った後、大気中で７日間の静置処理を行った。静置処理中の雰囲気温度は、２～１２℃であった。
【0114】
実施例２－２の塊成化状高炉用原料は、実施例２－１の塊成化状高炉用原料と概ね同じ手順で製造した。ただし、実施例２－２の塊成化状高炉用原料を製造する際、大気中での静置処理中の雰囲気温度は１５～２５℃であった。実施例２－２の塊成化状高炉用原料の製造条件は、静置処理中の温度条件を除き、実施例２－１の塊成化状高炉用原料の製造条件と同一であった。
【0115】
比較例２の塊成化状高炉用原料は、実施例２－１の塊成化状高炉用原料と概ね同じ手順で製造した。ただし、比較例２の塊成化状高炉用原料には、水浸処理を行わなかった。比較例２の塊成化状高炉用原料の製造条件は、水浸処理を行わなかった点を除き、実施例２－１の塊成化状高炉用原料の製造条件と同一であった。
【0116】
本実施例の結果が表７に示される。測定の結果、実施例２－１の塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、７１５Ｎ／個であり、実施例２－２の塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、１３１３Ｎ／個であった。実施例２－１及び実施例２－２の塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、高炉用原料として必要とされる圧壊強度（４００Ｎ／個）よりも大きい。また、実施例２－１及び実施例２－２の塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、上記の式（１）の右辺から推定した圧壊強度（４５３Ｎ／個）よりも大きい。上述した通り、式（１）の導出には、タブレッティングした塊成化状高炉用原料を用いた。一方、本実施例では、ダブルロール型ブリケット成型機でブリケッティングした塊成化状高炉用原料を用いた。このことから、塊成化装置としてダブルロール型ブリケット成型機が使用されると、得られる塊成化状高炉用原料の強度が向上することが分かる。
【0117】
【表7】
【0118】
さらに、静置処理中の雰囲気温度を１５～２５℃とした実施例２－２の塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、静置処理中の雰囲気温度を２～１２℃とした実施例２－１の塊成化状高炉用原料の圧壊強度と比較して大幅に大きい。このことから、静置処理中、雰囲気温度を金属鉄の酸化及び酸化カルシウム含有化合物の炭酸化反応を促進するための温度（５℃以上、好ましくは１５℃以上）に保つことにより、塊成化状高炉用原料の圧壊強度が向上することが分かる。
【0119】
一方、比較例２の塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、２２７Ｎ／個であった。比較例２の塊成化状高炉用原料の圧壊強度は、高炉用原料として必要とされる圧壊強度よりも小さい。このことから、高強度の塊成化状高炉用原料を得るためには、水浸処理が必要であることが分かる。
【0120】
以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
【符号の説明】
【0121】
１、１ａ、１ｂ：鉄系廃材
２：炭材
３：カルシウム含有物質
４：ベルトコンベア
５：混合装置
６：混合原料（原料）
７：ロータリキルン
８：還元鉄
９：冷却装置
１０：可動式篩分級装置
１１：塊状物質
１２：粉粒状物質
１３：混合装置
１４：塊成化物
１５：塊成化装置
１５１、１５２：ロール
１５１ａ、１５２ａ：ポケット
１６：篩分級装置
１７：水浸処理装置
１８：水
１９：塊成化状高炉用原料
２０：篩下品
２１：ダイス
２２：タブレット
２３：水
２４：水槽
２：炭材
３：カルシウム含有物質
４：ベルトコンベア
５：混合装置
６：混合原料（原料）
７：ロータリキルン
８：還元鉄
９：冷却装置
１０：可動式篩分級装置
１１：塊状物質
１２：粉粒状物質
１３：混合装置
１４：塊成化物
１５：塊成化装置
１５１、１５２：ロール
１５１ａ、１５２ａ：ポケット
１６：篩分級装置
１７：水浸処理装置
１８：水
１９：塊成化状高炉用原料
２０：篩下品
２１：ダイス
２２：タブレット
２３：水
２４：水槽
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】