JPH0483826A - 微粉焼結原料の事前処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は微粉焼結原料の事前処理方法に係り、詳しくは
、鉄鉱石などの焼結原料をＤＬ式焼結機に供給して焼結
鉱を焼成する際に用いられる微粉焼結原料の事前処理方
法に係る。

従　　来　　の　　技　　術 第８図は従来例のＤＬ式焼結機の全体７０シートを示す
ものであって、焼結原料配合槽１には、焼結原料（粉鉱
石、石灰石、粉コークス、生石灰および返鉱なと）が収
納されており、配合槽下部に設けられたコンスタントフ
ィーダ２により定量切出された後、ベルトコンベヤ３上
で多！ｉ積み配合される。その配合原料はドラム型ミキ
サ４にて４〜５％の水分を添加して混合造粒される。造
粒物は給鉱ホッパ５に搬送され、下部のドラムフィーダ
６および給鉱シュート７を介してＤＬ式焼結機１０のパ
レット８内へ装入される。その後点火バーナ９にて原料
中の粉コークスに着火し、焼結が進行する。

この場合、６０μｍ未層の粒子が６０％以上であるよう
な、微粉鉄鉱石（以下ＰＦという）も使用される。ＰＦ
を多配合使用（主原料に対し１０％以上）すると焼結ベ
ツドの通気を阻害し、生産性が低下する。あるいは通気
を改善するためのバインダ（生石灰、消石灰′＃）を多
量に必要とし、バインダコストが高騰する等の欠点があ
る。

上記の問題点を解決するため、ＰＦ（約６０％）と核に
なる原料（返鉱または鉄鉱６約４０％）をドラム型ミキ
サまたはディスク型ベレタイザにて事前造粒した後、通
常の焼結原料と混ぜてドラム型ミキサまたはディスク型
ベレタイザに装入し、混合造粒するＰＦの核造粒法が提
示されている（鉄と鋼：ｖｏ　１．７１．）ｋｌＯ（１
９８５）ｒ焼結原料の造粒とその役割」）。

この場合は、核になる原料が必要であるため、同−ＰＦ
配合比では、混合機の能力が１．４倍大きいものが必要
となり、設備コストが高くつくという欠点がある。

さらに別の方法として、通常の焼結原料（粉鉱石６０％
）にＰＦを４０％程度多配合し、ディスク型ベレタイザ
に供給して混合造粒し、５〜１０Ｍのベレットを作る。

その後微粉コークスを添加し、ベレットの外周に外装コ
ークスをよ、Ｓしたものを給鉱ホッパに搬送し、焼結す
る方法が提示されている（鉄と鋼：　ｖｏ　１．７３、
〜１１　（１９８７）ｒ高炉用新開成鉱の製造条件に関
する基礎的研究及び品質の評価」）。

この方法の欠点として、生ボールの見掛けの密度が小さ
く、ボールの圧壊強度が低いのｒ、焼結ベツドまでの搬
送過程で壊れ易く、ベツドの通気を阻害する。また、成
品の平均粒径が８〜１０１ｗ１１１と大きく外装コーク
スが必要である。

さらに外装コークスがベレットの外周に均一に付着しな
い場合はボール内部が未溶融となり破砕工程で単一のベ
レットになるが返鉱になり易いという欠点がある。

方、古い技術であるが、温式磨砕混練方式造粒成形法（
特公昭４３−６２５６号公報）が知られており、ボール
ミル、ロッドミルその他の温式磨砕混練機にて原料の磨
砕、水分調整、混線を行なった後、竪型、円筒型その他
の造粒機を用いて生ベレットを造粒するものである。

この方法は旧来の湿式または乾式の磨砕工程と＊分調整
混線工程とを湿潤状態で１工稈で達成するものである。

この方法は設備の割に生産量が少なく、動力原単位が大
きく、現時点では経済性に乏しい。

そこで、本発明者等は上記問題を解決する方法としてさ
きにロッドを充填した水平円筒に円振動を与え、その円
筒内に微粉焼結原料を入れ、適当量の水分を添加して混
練し、フレーク状の原料を形成した後、円振動を付加し
た水平円筒に供給し、ミニベレットを製造する方法を提
案した。この方法はミニベレットが連続的に、かつ容易
に得られ、基本的には優れた造粒技術である。しかしな
がら、この方法において混線が十分でないと、得られた
ミニベレットの強度が不足したり、また、造粒時に所定
粒径のものが得られず崩壊するという問題がある。これ
を解決する方法として滞留時間を長くとり、混線能力を
高めることも考えられるが、この場合、大幅な処理能力
鍼となり、生産効率が低下するという新たな問題が発生
する。

発明が解決しようとする課題 本発明は上記問題を解決することを目的とし、具体的に
は、円筒状加振混ＩＩ！機と、この混練機から排出され
る微粉焼結原料に円若しくは水平振動を付与し転動塊成
化する造粒機とを用いて微粉焼結原料を造粒する際に、
混練機の混線性能ならびに混線処理能力を向上させるこ
とができる微粉焼結原料の事前処理方法を提案すること
を目的とする。

課題を解決するための 手段ならひにその作用 すなわち、本発明は、圧密媒体を内蔵した円筒状混練機
に該圧密媒体を加振転動させる加振機を備えた加振混練
機と、この加振混練機から排出された原料に円振動或は
水平揺動振動を付与して転動塊成化する加振造粒機とを
用いて微粉焼結原料を造粒する際に、加振混練機の円筒
内径と圧密媒体の直径との比を１５以上とすると共に、
加振混練機内容積に対する圧密媒体の充＊宰を１３〜５
０％とし、加振混練機の運転条件が振動加速度３〜１０
ｇとなるよう加振機の加振モータ回転数を制御すること
を特徴とする。

以下、本発明の手段たる構成ならびにその作用を図面に
より詳しく説明すると、次の通りである。

第１図は本発明を実施する際に用いられる加振混練機を
説明する一部切欠き斜視図であり、第２図は本発明の一
つの実施例のＡＺ２０ａポル占積率とＡｌ２Ｏ３ボール
移動速度との関係を示すグラフであり、第３図（ａ）、
（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）ならひに（ｅ）はそれぞれ本発
明の加振混練機内で加振力を一定とじロッド径とロッド
本数を変化させた場合の各原料の排出状況の説明図であ
り、第４図はロッド充填率と水分のバラツキとの関係を
示すグラフであり、第５図（ａ）ならびに（ｂ）はそれ
ぞれ本発明の加振混練機の振動加速度を変化させた場合
の状態を示し、（ａ）は加振加速度と見掛密度との関係
を示し、（ｂ）は加振加速度と圧壊強度との関係を示す
各グラフであり、第６図は本発明の加振混練機の振動加
速度と全振動幅との関係を示すグラフであり、第７図は
造粒機の直径と造粒性能との関係の説明図であり、第８
図は従来例のＤＬ式焼結機の全体フローシーｉ−である
。

符号１１は周波数可変装置、１２はパイアロモータ、１
３はドラム本体、］４はタイミングベルト、１５は軸、
１６は軸受、１７はバネ、１８はプーリ、１９はロッド
を示す。

まず、第１図に示すように本発明に係る加振混練機は、
混練機に加振機能を興えた加振機を付設したものから構
成される。混線機は支持台にバネ１７により支持された
微粉焼結原料の供給口と排出口とを具え、かつその内部
にロッド１９を所定量充填したドラム本体１３がら構成
され、また、加振機は周波数可変装置１１、バイブロモ
ータ１２、プーリ１８が軸受１６を介して軸１５に配設
され、このプーリ１８にはタイミングベルト１４が取付
けられ、周液数可変装置によりバイブロモータ１２の振
動数を可変とするように構成されたものから成っている
。

この加振機は周液数可変装置１１の信号によりバイブロ
モータ１２０周液数を可変できるようになっており、タ
イミングベルト１４の回転速度変更することによって混
ｓ！１機の振動加速度、振幅等を変更することができる
。

以上のように構成した加振混練機を用いて十分に混線を
行ない、良好なミニベレッＩ・を得るには加振混練機の
円筒内径と圧密媒体の直径との比を１５以上とすると共
に加振混練機内の圧密媒体の充填率を１３〜５０％とし
、この加振混練機に微粉焼結原料を供給して混練する。

この場合、混線機の振動加速度３〜１０（］の運転条件
で混練するため加振機の加振モータ例えばバイブロモー
タの回転速度を制御すればよい。

このような条件下微粉焼結原石を混練すると、混線物の
水分が均一となり、次の造粒工程における造粒性が大幅
に向上し、また、混線物が圧密作用により、ボール強度
が向上し、また、ロッドの循環速度および原料の移送速
度が速くなり、処理能力が向上する等の効果が得られる
。

以下さらに上記のように限定した理由について説明をす
る。

第２図は本発明の加振混練機のドラム本体内にロッドの
代わりにＡｌ２Ｏ：１ボールを装入し、第１表に示すよ
うに振動振幅、振動数及びポルの占積４等を種々変えた
場合のボール移動速度の変化を実験で求めた結果の一例
を示したグラフであり、第２図からも明らかなように、
ＡＺ２０：＋ボールの占積率を上げる程、また振幅を大
きくする程、ボールの移送速度が大きくなるー 第１表 すなわら、加振混練例の処理能力を大きくすル場合、振
動数を大きくとることよりも振幅を大きくする方が装入
された材料の移動速度が上袢し、より好ましいものとい
える。

また、第３図（ａｌ、（１））、（Ｃ）、（ｄ）ならび
に（ｅ）はそれぞれ加振混練機内で加振力は一定とし、
口・ラド径とロッド本数を変化させ充填率を秒々変化さ
せた場合の原料排出状況を示し、第３図（ａ）に示すよ
うに、ロッド径が１００１１１１’Ｏ、ロッド本数が２
０本で充ｂ１４率が２０％の領域では、原料がロッド間
に噛合わされていない、いわゆる原料の流れにショート
バスが発生し、原料が十分混練されないで排出されてい
る様子が見られる。次に、第３図（ｂ）、（Ｃ）に示す
ように、ロッド径を９０ｇｗｎとして小径化を図り、ロ
ッド本数をそれぞれ１２本、２０本としたときの充填率
はそれぞれ９．７％、１６．２％であった。しかし、充
填率を変化させてもショートバスの改善は見られなかっ
た。

次に、第３図（ｄ）に示すように、７５閣の細径ロッド
を使用した時点でショートバスの減少が観察された。さ
らに第３図（ｅ）に示すように、ロッド径を７Ｑｍｍと
細径化を図り、充填率を２３％に高めた段階ではショー
トバスが解消され原料の均一排出がなされた。この状態
では、装入された原料が均一に混線作用を受けているも
のと考えられ、この時、 ドラム径′ロッド径〉１５ となる。しかし、ロッドに普通鋼（ＳＳ材）を使用した
場合、ロッド径を５０１１１１以下とすると、ロッドが
曲り易くなり混線効果が大幅に削減される。従って、ド
ラム径５・′ロッド径の上限は２５が好ましく、これ以
上にするには、ロッドに例えば特殊鋼などの曲りの少な
い材料を使用する必讐がある。

一方、第４図は原料が混練された後の水分のバラツキと
ロッド充填率の関係を示すもので、クドレムク鉱石を例
にとると、充填率１３％からバラツキが減少し、１６％
で減少の停滞がみられ、２０ないし２３％でバラツキは
一定値に飽和する。充填率を大きくすると加振機自体が
大型化する。従って、充填率の上限は実用上５０である
。

次に、加振混Ｉｌ！機の振動加速度を変化させたときの
振動加速度と造粒物の見掛は密度および圧壊強度の関係
をそれぞれ第５図（ａ）ならびに（ｂ）の各グラフに示
した。また、比較例の造粒物の見掛は密度及び圧壊強度
も併せて第５図＜８）ならびに（ｂ）に不した。

造粒前原料の嵩密度は２．５ｇ、’１１３であり、ディ
スクベレタイザで造粒した造粒物の乾燥見掛は密度は３
．１であった。これに対し、実施例では振動の加速度に
応じて見掛は密度は３．６〜４．４と非常に高密度とな
った。

また、ディスクベレタイザで造粒した造粒物（粒径５Ｍ
の湿ボール）の圧壊強度は、約７０Ｑ　個であったのに
対し、実施例では、圧壊強度は振動の加速度に応じて約
１３０〜１５０ｇ個と極めて強固であった。

第５図（ａ）ならびに（ｂ）から加振混練機の振動加速
度が３Ｑ未濶では圧密造粒の効果が少なく、１０（］を
越えると飽和しており、加振混練機の振動加速度の適正
範囲は３〜１００であることが分る。

従って、混線工程においては振動加速度３〜１０Ｑの範
囲で、 ドラム径７・′ロッド径：１５〜２５ 充填率：１３〜５０％であり、なかでも、１６〜５０％
が最も好ましい範囲となる。

また、第６図に示すように振動加速度α（Ｑ）と全振幅
Ｓ　（１＋１１）との関係について調べた結果、振動加
速度α３〜１０ｇを制御するには全振幅Ｓを大きくとり
１２〜１４閤とする場合、加振機の加振モータの回転数
は６００ｒｌ）ｍで３ｑが９０Ｏｒｐｍで５Ｃ１ｉ１３
れ、回転数ｅ＋　ｍ　ニより前記振動加速度がｉｉｌ制
御できる。

次に、本発明に係る加振造粒機について説明する。

上記の加振混練機で混線された微粉焼結原料は加振造粒
機により造粒されるが、この加振造粒機においては３０
以上の振動加速度が与えられ造粒されるが、造粒効果を
支配する要因として次の事項を考慮する必要がある。

すなわち、第６図に示すように造粒機の直径と造粒性能
には相関関係があり、造粒機ドラムが小径の場合と、大
径の場合を比較すると、転動速度、ドラムシェルとの接
触時間においては、小径の方が転動速度が高く、シェル
との接触時間は短くなり、造粒性能はよい。すなわち、
シェルと原料の接触ｉ間が長いと原料中の水分が表箇部
に出過ぎてケーキ状となり、造粒径が過大となること、
また、それが進行するとケーキ状原料が多くなり造粒効
果はなくなる。

Ｖ、■・・・・・・転動速度 丁、ｔ・・・・・・原料とシェルの接触時間Ｎ、ｎ・・
・・・・転動回数 但し、大文字は大径ドラム（直径９４４ｍ）小文字は小
径トラム（直径２５０ｍ） とすれば、 Ｖ＞Ｖであり、 ｔ　＜　＜　王　　の時は下層の水分が出過ぎてケキ状
となる。

ｎン〉Ｎ　の時は中間部と周辺部の原料の入替わり傾度
が減少し、粒度のバラ ツキが増大する。

さらに、造粒性能を支配する粒度のバラツキは、原料の
転動振動回数が多いほど小さくなり良好となるが、大径
ドラムでは小径ドラムに比べ転動回数が低くなり、粒度
バラツキの増大につながることが判明した。これをドラ
ム径毎に試験した結果を次に示す。

造粒機の処理量は次式で表わされる。

処理＠　−−□ＸＱ２Ｘφ×γｘｙｐｘｎ　　・・・（
ａここに、 Ｄ；ドラム径　　　　　αニドラフ角 φ；原料占積皐　　　　β；原料安息角γ；原料高田度
　　　　μ：Ｈ際係数 Ｖｐ：原料移動速度　　　Ｎ：振動数 ｎニドラムの本数　　　Ｓ：振幅 φ、γ、Ｖｐを一定とすれば 処理ｌ囚Ｄ２×ｎ　　　　　・・・（Ｃ１となる。

しかしながら、上述したように（０１式のドラム径を大
きくすると問題が発生する。すなわち、ドラム径が２５
０ｍｍφならびに３００ａｎφの場合はいずれも造粒性
が良好であり、３４０＋ｉｍφの場合はケーキ状のもの
が混在しはじめ、４５０ｗφの場合はケーキ状原料が多
くなり造粒に難ありどの結果を得た。従って、造粒機の
ドラム径は４５０１１ＩＩｌφ禾満とする必要があり、
望ましくは３４０Ｈφ以下がよい。一方、造粒処理量か
ら見ればドラムの細径化は処理Ｉｍとなるが、焼結機用
に犬（至）生産するためには、細径ドラムを複数組み合
わせて同時に造粒すればよい。

実　　施　　例 第１図に示すＷ４造の加振混Ｈｖ１を用い、処理能力１
２０ｔ’ｈ、ドラム径１０００ｎ＋ｍφ、振動体重量１
０１０条件下、次の運転条件でＰＦがら成る微粉焼結原
料に水を加え水分１０％として混練した。

（１）ロッド経：５Ｑｍｍφ ２）ロフト充填″＊：２５％ ３）加振モータ回転数：（可変） ４）振幅二１２〜１４ｍｍ ５）振動加速度：３〜ｌ０ＣＩ ６）加振カニ３０〜６０ｔ その結果、混線物の水分は均一でボール強度が向上する
と共に、ロッドの循環速度ならひに原料の移送速度が速
（なり処理能力が向上した。

次いで、この混線物をドラム径が３００闇の加振造粒機
により造粒したとごろ、粒径２〜５闘の強固なミニベレ
ットが得られた。

ξ発明の効果２ 以上詳しく説明したように、本発明は、圧密媒体を内蔵
した円筒状混練機に該圧密媒体を加振転動させる加振機
を備えた加振混練機と、この加振混練機から排出された
原料に円振動或は水平揺動振動を付与して転動塊成化す
る加振造粒機とを用いて微粉焼結原料を造粒する際に、
加振混練機の円筒内径と圧密媒体の直径との比を１５ｇ
、上とすると共に、加振混ｓＩＲ内容積に対する圧密媒
体の充填率を１３〜５０％とし、加振混練機の運転条件
を振動加速度３〜１０Ｑとなるように加振機の加振モー
タ回転数を制御することを特徴とする。

本発明による処理方法によれば、次のような効果が得ら
れる。

（１）混線物の水分が均一となり、次の造粒工程におけ
る造粒性が向上する。

（２）混練物が圧密作用により混線性能が高められ、ボ
ール強度が向上する。

（３）ロッドの循環速度および原料の移送速度が速くな
り処理能力が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する際に用いられる加振混練機を
説明する一部切欠き斜視図、第２図は本発明の一つの実
施例のＡ４２Ｃｈボール占積率とＡＺ２Ｃ）：＋ボール
移動速度との関係を示すグラフ、第３図（ａ）、（ｂ）
、（Ｃ）、（ｄ）ならひに（ｅ）はそれぞれ本発明の加
振８８機内で加振力を一定とじロッド径とロッド本数を
変化させた場合の各原料の排出状況の説明図、第４図は
ロッド充填率と水分のバラツキとの関係を示すグラフ、
第５図（ａ）ならびに（ｂ）はそれぞれ本発明の加振混
練様の振動加速度を変化させた場合の状態を示し、（ａ
）は加振加速度と見掛は密度との関係を示し、（ｂ）は
加振加速度と圧壊強度との関係を示す各グラフ、第６図
は本発明の加振混練機の振動加速度と全振動幅との関係
を示すグラフ、第７図は造粒機の直径と造粒性能との関
係の説明図、第８図は従来例のＤＬ式焼結機の全体フロ
ーシートである。 符号１１・・・・・・周液数可変装置 １２・・・・・・バイブロモータ １３・・・・・・ドラム本体 １４・・・・・・タイミングベルト １５・・・・・・軸 １６・・・・・・軸受 １７・・・・・・バネ １８・・・・・・プーリ １９・・・・・・ロッド 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）圧密媒体を内蔵した円筒状混練機に該圧密媒体を加
   振転動させる加振機を備えた加振混練機と、この加振混
   練機から排出された原料に円振動或は水平揺動振動を付
   与して転動塊成化する加振造粒機とを用いて微粉焼結原
   料を造粒する際に、前記加振混練機の円筒内径と前記圧
   密媒体の直径との比を１５以上とすると共に、前記加振
   混練機内容積に対する前記圧密媒体の充填率を１３〜５
   ０％とし、前記加振混練機の運転条件が振動加速度３〜
   １０ｇとなるよう前記加振機の加振モータ回転数を制御
   することを特徴とする微粉焼結原料の事前処理方法。