JP3297796B2 - 焼結機の操業方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドワイトロイド式
（以下、「ＤＬ式」と言う。）焼結機を用いて品質的に
安定した焼結鉱を効率良く生産するための操業方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】オンストランドクーリング型のＤＬ式焼
結機においては、給鉱部からパレット上に４００〜６０
０ｍｍ程度の層厚で配合原料を供給してその表面側から
点火し、配合原料層の上部から下部に向かって空気を吸
引して、配合原料中に混合してあるコークスを順次燃焼
させながら、配合原料の鉱石粒子相互の焼結反応及び溶
融反応を促進して焼成し、冷却して気孔率の高い塊状の
焼結鉱を製造している。このＤＬ式焼結機を用いた焼結
鉱の製造においては、パレット幅方向に均一な焼成を図
ることが、生産性の向上、品質の安定及びエネルギー原
単位の向上の重要なポイントである。

【０００３】ＤＬ式焼結機のパレット幅方向の均一な焼
成を図る方法としては、配合原料の移動に従い、幅方
向別に測定した各ウインドボックスの排ガス温度推移か
ら幅方向別に焼成点と温度勾配を検出した後、該幅方向
別に、それぞれ焼成点の値と、温度勾配に所定の係数を
乗じた値とを加算し、該加算値間の差がなくなるように
給鉱部原料装入嵩高さの幅方向差を調整する方法（特開
昭６３−２１０２４５号公報）、給鉱部に、幅方向に
多分割されたゲートを配設すると共に、排鉱部に該分割
ゲートに即応した赤熱層厚計測手段を前記ゲートによる
分割ブロック毎に配設し、該赤熱厚層の偏差と給鉱部に
おける装入線形状の関係をオフラインで求め、前記赤熱
層厚計測手段で排鉱部における各分割ブロックの赤熱厚
層を測定し、該赤熱層厚の偏差が零状態となるように給
鉱側における装入線形状を上記分割ゲートにより制御す
る方法（特開平１−１９１７５１号公報）等が提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＤＬ式焼結機のパレッ
ト幅方向の均一な焼成においては、配合原料ホッパー１
の下部に図４に示す分割ゲート２を設け、この分割ゲー
ト２を操作して原料給鉱状態を図５に示すように種々変
化させた場合、焼成前線がパレット内のグレートバーに
到達する付近のウインドボックス内（図６では＃１９Ｗ
Ｂ直下温度で表示）の排ガス温度の幅方向でのパターン
が、逆Ｖ型の場合（図６における●印）には、図６に示
すように、排鉱部での成品断面温度が均一化でき（図６
における○印）、最も良いことが知られている。なお、
図４中の３はロールフィーダーを示す。

【０００５】これは、図７に示すようなフラットヒート
パターンの場合と、図８に示すような逆Ｖ型ヒートパタ
ーンの場合を比較すれば明らかなように、従来の給鉱状
態では、焼成の進行につれて焼結鉱の焼き締まりによっ
てパレット４の側壁部と成品となる焼結鉱層５の間に隙
間が生じるので、通気抵抗の少ない焼結鉱層５の両側部
の風量のみが上昇し、中央部に赤熱部６が残存すること
になる。このため、図９に示すように、排ガス中のＯ₂
濃度が上昇し、成品となる焼結鉱層５と排ガスとの熱交
換性が悪化して、蒸気回収率の低下、電力原単位の悪化
を招くことになる。また、これとは逆に、逆Ｖ型ヒート
パターンの場合には、赤熱部６が均一となり、焼結鉱層
５の品質が向上して、エネルギーの原単位の好転を図る
ことができる。なお、図７，図８中の７はグレートバ
ー、８はウインドボックスを示す。

【０００６】このため、上記した特開昭６３−２１０２
４５号公報や特開平１−１９１７５１号公報に開示され
た方法においては、上記の知見を基に、配合原料ホッパ
ーの下部に設けた分割ゲートを用いてパレット内への配
合原料の装入状態を制御していたが、分割ゲートへの配
合原料の付着や、塊の噛み込み等の外乱発生によってそ
の都度分割ゲートの開度調整を余儀なくされるという問
題があった。この原因は、配合原料が水分を有している
こと、原料粒度にバラツキがあることに起因している。

【０００７】また、特開平７−２６８４９６号では、床
敷鉱をパレット幅方向の中央部分全域が両側よりも厚く
なるように敷くことが記載されているが、この特開平７
−２６８４９６号に記載された方法では、床敷鉱の使用
量が多くなるので焼結鉱の生産性が悪くなると共に、幅
方向に平坦状であるために小さいクラックが多数均一に
発生せずに、初期の１つの小クラックが起点となって助
長され、パレット幅方向の中央部分にのみ大きなクラッ
クが発生し、均一な焼成が行えないという問題がある。

【０００８】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、配合原料の水分や粒度のバラツキ
に左右されることなく、焼成前線がパレット内のグレー
トバーに到達する付近のウインドボックス内の排ガス温
度の幅方向でのパターンを逆Ｖ型に制御して焼結鉱の品
質の向上と、エネルギー原単位の好転を達成できる焼結
機の操業方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、配合原料の供給前にパレット底部に
敷かれる床敷鉱を、パレット幅方向に所定の範囲、所定
の凹凸状となるようにしている。そして、このようにす
ることで、パレット幅方向の通気性が均一化し、燃焼前
線がパレット内のグレートバーに到達する付近のウイン
ドボックス内幅方向の排ガス温度が最適なヒートパター
ンとなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明者らは、上記した目的を達
成するために、種々実験、検討を重ねた。その結果、グ
レートバーからの落鉱を防止するためにパレット底部に
敷かれている床敷鉱は、成品となった焼結鉱の一部を回
収して用いており、水分をほとんど含有しておらず、か
つ、整粒されたもので粒度も揃っているので、制御が容
易で、切り出しゲートへの付着や、塊の噛み込み等の外
乱が発生せず、パレット幅方向のヒートパターンの制御
が容易であるとの結論に到ると共に、また、床敷鉱の厚
さに凹凸を付けることにより、凹に比べ凸部の通気性が
向上し、従って、この部分からのクラックが生じやす
く、凸の数だけパレット幅方向に小クラックが発生す
る。クラックの幅は配合原料の焼き締まりによるもので
あり、パレットの幅が大きくなるほど大きくなり、クラ
ック数が多くなれば、その数だけ１個当たりのクラック
幅が小さくなるとの結論から、次のような本発明を成立
させた。

【００１１】すなわち、本発明の焼結機の操業方法は、
底部に床敷鉱を敷いたパレット上に給鉱部から配合原料
を供給した後、この配合原料を表面側から点火し、パレ
ットの移動に伴って順次パレット下方に向けて焼成する
焼結機の操業方法において、燃焼前線がパレット内のグ
レートバーに到達する付近のウインドボックス内幅方向
の排ガス温度が最適なヒートパターンとなるように、配
合原料の供給前にパレット底部に敷かれる床敷鉱を、パ
レットの両側１０〜３０％を除く中央部が、パレット幅
方向に、凸部の高さが２０〜１００ｍｍで凹部の厚さが
２０〜１００ｍｍ、ピッチが２００〜４００ｍｍの凹凸
状となるようにしたものである。

【００１２】本発明の焼結機の操業方法において、パレ
ットの両側１０〜３０％を除く中央部のみを凹凸状とす
るのは、焼き締まりによるパレット側板部からの漏風を
防ぐためにサイド部の通気を抑え中央部の通気を改善す
る目的からである。また、本発明の焼結機の操業方法に
おいて、凹凸状の凸部の高さを２０〜１００ｍｍとした
のは、凸部の高さが２０ｍｍ未満では、床敷鉱を厚くし
た効果が表れないからである。また、凸部の高さが１０
０ｍｍを超えると、局部的通気が上がりすぎて焼きむら
の原因となるからである。

【００１３】また、本発明の焼結機の操業方法におい
て、凹凸状の凹部の厚さを２０〜１００ｍｍとしたの
は、凹部の厚さが２０ｍｍ未満では、グレートバー間隙
等から床敷鉱としての粒度が制約されるので、床敷鉱と
して使用できないからである。また、凹部の厚さが１０
０ｍｍを超えると、通気性が上がりすぎ凹部と凸部との
焼きむらが生じるからである。

【００１４】また、本発明の焼結機の操業方法におい
て、凹凸状のピッチを２００〜４００ｍｍとしたのは、
ピッチが２００ｍｍ未満では、中央部の通気とサイド部
の通気の差がつきすぎ、かえって品質悪化を招き、ピッ
チが４００ｍｍを超えると、中央部の通気改善が不十分
となるからである。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る焼結機の操業方法を図１
〜図３に示す一実施例に基づいて説明する。図１は本発
明に係る焼結機の操業方法を適用するＤＬ式焼結機の概
略全体図、図２は本発明に係る焼結機の操業方法を実施
するために使用する床敷鉱の切り出しゲートの説明図、
図３は図２の切り出しゲートによってパレットの底部に
切り出された床敷鉱の説明図である。

【００１６】図１〜図３において、１１はＤＬ式焼結機
のパレット、１２は床敷鉱ホッパー、１３は配合原料ホ
ッパー、１４は配合原料ホッパー１３の下部に設けたロ
ールフィーダーで、パレット１１上には、先ず床敷鉱ホ
ッパー１２から床敷鉱１５を供給し、この床敷鉱１５の
上に配合原料ホッパー１３からロールフィーダー１４に
よって配合原料１６を供給して配合原料層を形成する。

【００１７】パレット１１上に形成された配合原料層は
点火炉１７によってその表面に点火された後、パレット
１１の進行に伴って焼成ゾーンの各ウインドボックス１
８における上部から下部に向かって主排風機１９によっ
て吸引管２０を介して空気を吸引され、配合原料１６中
に混合してあるコークスを順次燃焼させながら、原料鉱
石粒子相互の燃焼反応、及び、溶融反応が促進される。

【００１８】焼成が完了した成品焼結層は、冷却ゾーン
において各ウインドボックス２１ａ，２１ｂの上部から
下部に向かって第１循環ファン２２ａ及び第２循環ファ
ン２２ｂによって吸引管２３ａ，２３ｂを介して循環さ
れる温風と熱交換して冷却された後、排鉱部で破砕機２
４で破砕され、簡易クーラーによって冷却された後、図
示しない次工程に搬送される。

【００１９】なお、図１中の２５は主排風機１９の上流
に配置された電気集塵機、２６は煙突、２７ａ，２７ｂ
は第１循環ファン２２ａ，第２循環ファン２２ｂの上流
に配置された第１ボイラー，第２ボイラー、２８は冷却
ゾーンを覆う循環フード、２９は排鉱部を撮影するカメ
ラ、３０は前記簡易クーラーのファン、３１は電気集塵
機、３２は煙突である。

【００２０】ところで、本発明では、上記した冷却ゾー
ンの給鉱側先端のウインドボックス２１ａに、パレット
１１幅方向に排風温度計を複数個設置し、これら各排風
温度計の測定値に基づいて、最適なパレット幅方向の温
度分布、すなわち、焼成前線がパレット１１内のグレー
トバー１１ａに到達する付近のウインドボックス内の排
ガス温度の幅方向でのパターンが例えば逆Ｖ型となるよ
うに、床敷鉱ホッパー１２の切り出しゲート３３を図２
に示すように加工し、パレット１１の底部に敷かれる床
敷鉱１５を、パレット１１の両側例えば１０％を除く中
央部が、パレット１１の幅方向に、例えば凸部の高さが
５０ｍｍで凹部の厚さが５０ｍｍ、ピッチが２５０ｍｍ
の連続した凹凸状となるようにする。

【００２１】床敷鉱１５を上記したような形状に敷くこ
とで、焼結鉱層の全域に小さい焼き締まりクラックを発
生させることができて、パレット１１幅方向の通気性が
均一化し、燃焼前線がパレット１１内のグレートバーに
到達する付近のウインドボックス内幅方向の排ガス温度
が最適なヒートパターンとなって、パレット１１の側壁
近辺の焼き締まりによる漏風が抑えられ、幅方向に均一
な焼成が可能となる。

【００２２】次に、本発明の効果を確認するために行っ
た実験結果について説明する。 〔実験１〕平均粒径が１０ｍｍの床敷鉱と、ホット焼結
篩下：７．５重量％、焼結粉：１７．７重量％、ローブ
リバー：１１．５重量％、ヤンディクージナ：２３．３
重量％、アソマン：１４．０重量％、雑鉄源：３．０重
量％、リオドセ：１７．０重量％、カラジャス：６．０
重量％に外割として石灰：１１．５重量％、コークス：
３．００重量％からなる配合原料を幅３６６０ｍｍのパ
レット上に供給して、層厚５００ｍｍの配合原料層を形
成し、２．８ｍ／ｍｉｎの速度でパレットを移動させて
前記配合原料を焼成した。

【００２３】そして、冷却ゾーン冒頭のウインドボック
ス中に、パレット幅方向に設けた５本の熱電対の測定結
果に基づき、冷却ゾーン冒頭のウインドボックス中の幅
方向の排ガス温度分布が逆Ｖ型の目標温度となるよう
に、床敷鉱の給鉱状態を床敷鉱切り出しゲートを加工
して、パレットの両側８００ｍｍ（２２％）を除く中央
部が、パレット幅方向に、凸部の高さが５０ｍｍで凹部
の厚さが５０ｍｍ、ピッチが２００ｍｍの連続した凹凸
状に調整した本発明方法と、配合原料の層厚を切り出
しゲートの開度を調整して制御した従来方法のそれぞれ
について、１ケ月間における冷却ゾーン冒頭のウインド
ボックス中の幅方向排ガス温度分布の平均値と、排鉱部
成品焼結鉱断面温度分布の平均値を測定し、目標値との
偏差を求めた。その結果を下記表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１より明らかなように、本発明方法を実
施した場合、冷却ゾーン冒頭の目標温度に対する温度偏
差は、従来方法を実施した場合の１６．６℃に対して
１．９℃と極めて小さくなっており、かつ、排鉱部にお
ける成品焼結鉱断面の目標温度に対する温度偏差も、従
来方法を実施した場合の８．０℃に対して３．６℃と小
さくなっている。

【００２６】〔実験２〕実験１と同じ床敷鉱と配合原料
をパレット上に供給して、層厚５００ｍｍの配合原料層
を形成し、２．８ｍ／ｍｉｎの速度でパレットを移動さ
せて前記焼結原料を焼成した。

【００２７】そして、冷却ゾーン冒頭のウインドボック
ス中に、パレット幅方向に設けた５本の熱電対の測定結
果に基づき、冷却ゾーン冒頭のウインドボックス中の幅
方向の排ガス温度分布が逆Ｖ型の目標温度となるよう
に、床敷鉱の給鉱状態を床敷鉱切り出しゲートを加工し
て、パレットの両側８００ｍｍ（２２％）を除く中央
部が、パレット幅方向に、凸部の高さが５０ｍｍで凹部
の厚さが５０ｍｍ、ピッチが２００ｍｍの連続した凹凸
状に調整した本発明方法と、パレット側壁部の厚さが
５０ｍｍ、パレット中央部の厚さが８０ｍｍとなるよう
に調整した特開平７−２６８４９６号に記載の方法を実
施した。

【００２８】そして、製造した焼結鉱の回転強度と還元
粉化指数のバラツキを求めたところ、特開平７−２６８
４９６号に記載の方法によって製造した焼結鉱では、回
転強度ＴＩは１．０％、還元粉化指数ＲＤＩは２．０％
であったところ、本発明方法によって製造した焼結鉱で
は、回転強度ＴＩは０．７％、還元粉化指数ＲＤＩは
１．５％であった。また、生産歩留りも、特開平７−２
６８４９６号に記載の方法によって製造した焼結鉱より
０．７％向上した。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の焼結鉱の
操業方法によれば、床敷鉱の使用量を必要以上に多くす
ることなく、パレットサイド部の焼き締まりによる漏風
を抑え、パレット幅方向の通気性が均一化し、燃焼前線
がパレット内のグレートバーに到達する付近のウインド
ボックス内幅方向の排ガス温度が最適なヒートパターン
となる。従って、排鉱部での成品断面温度が均一化で
き、焼結鉱の品質が向上すると共に、歩留りも良くな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る焼結機の操業方法を適用するＤＬ
式焼結機の概略全体図である。

【図２】本発明に係る焼結機の操業方法を実施するため
に使用する床敷鉱の切り出しゲートの説明図である。

【図３】図２の切り出しゲートによってパレットの底部
に切り出された床敷鉱の説明図である。

【図４】従来の給鉱部に設けられた分割ゲートの説明図
である。

【図５】幅方向ヒートパターン別の分割ゲート状況と、
配合原料の給鉱状況、及び、幅方向の給鉱密度の説明図
である。

【図６】燃焼前線がパレット内のブレードバーに到達す
る付近のウインドボックス内、及び、排鉱部の成品断面
における幅方向ヒートパターン別温度分布を示す図であ
る。

【図７】フラット型ヒートパターンのパレット断面のイ
メージを示した図である。

【図８】逆Ｖ字型ヒートパターンのパレット断面のイメ
ージを示した図である。

【図９】フラット型ヒートパターンを零とした場合の幅
方向ヒートパターン別諸元の変化を示す図である。

【符号の説明】

１１ パレット １３ 配合原料ホッパー １５ 床敷鉱 １６ 配合原料 １７ 点火炉 ３３ 切り出しゲート

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部に床敷鉱を敷いたパレット上に給鉱
   部から配合原料を供給した後、この配合原料を表面側か
   ら点火し、パレットの移動に伴って順次パレット下方に
   向けて焼成する焼結機の操業方法において、燃焼前線が
   パレット内のグレートバーに到達する付近のウインドボ
   ックス内幅方向の排ガス温度が最適なヒートパターンと
   なるように、配合原料の供給前にパレット底部に敷かれ
   る床敷鉱を、パレットの両側１０〜３０％を除く中央部
   が、パレット幅方向に、凸部の高さが２０〜１００ｍｍ
   で凹部の厚さが２０〜１００ｍｍ、凸部のピッチが２０
   ０〜４００ｍｍの凹凸状となるようにしたことを特徴と
   する焼結機の操業方法。