JPH07173546A

JPH07173546A - 焼結鉱の製造方法

Info

Publication number: JPH07173546A
Application number: JP32240493A
Authority: JP
Inventors: Yukio Konishi; 行雄小西; Nobuyuki Oyama; 伸幸大山
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1995-07-11

Abstract

(57)【要約】【構成】ドワイトロイド式焼結機に組み込まれた移動
式のパレットに原料充てん層を順次形成し、パレットの
移動に併せて原料充てん層を燃焼、焼結させるに当た
り、原料充てん層を燃焼、焼結させるに先立ち、該充て
ん層の表面から50〜150 mmの領域に25〜95wt％の割合で
返し鉱を配合する。【効果】原料充てん層の上層部分に対応する焼結鉱の
強度を上昇させることが可能であり、歩留りの大幅な改
善を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ドワイトロイド式焼
結機を用いて高炉装入原料である焼結鉱を製造するに当
たり、品質の良好な焼結鉱を安定して得ようとするもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、高炉装入原料である焼結鉱の製造
には、ドワイトロイド式の焼結機が用いられていた。

【０００３】この焼結機は、無端環状のベルト（実際に
はパレットを使用) を備えた形式のもの (図４参照) で
あって、以下のような各種原料が使用される。

【０００４】(ａ) 粉状鉱石 (一般に10mm以下の粒度に
なるもの) 、(ｂ) 返し鉱 (高炉で使用するのに適した
粒度に粉砕、分級する過程で発生する５mm以下の粒径に
なる焼結鉱、配合割合は12〜25％程度) 、(ｃ) 焼結用
粉コークス (平均粒径で1.0 〜2.0 mmのもの) 、

【０００５】また、焼結用副原料としては、(ｄ) 石灰
石 (一般に４mm以下の粒度になるものを用い、粉状鉱石
中のFe₂O₃と反応させて溶融温度が1205℃程度のカルシ
ウムフェライト (CaO ・Fe₂O₃＋液相) を形成する) 、
(ｅ) ドロマイト、蛇紋岩等 (一般に３mm以下の粒度に
なるものを造滓剤として、あるいは塩基度の調整のため
のものとして用いる) 、

【０００６】焼結鉱の製造に際して、上記の各種原料
は、操業条件に応じた割合でそれぞれ切り出され、６〜
７％の水を添加してからドラムミキサーにより疑似粒化
され、その後に給鉱ホッパー、ドラムフィーダおよびシ
ュートを経て循環形式のパレット上に給配される。

【０００７】パレット上の原料充てん層は、その上層部
分において点火バーナにより点火される一方、パレット
の下部に配置された吸引ブロワーによる空気の吸引によ
り充てん層の厚さ方向に上部から下部へ向けて、燃焼
帯、燃焼溶融帯、乾燥帯、さらに湿原料帯が形成され、
パレットの移動とともに上記燃焼帯が充てん層の上部か
ら下部へ移行していき焼結ケーキ (塊) が作製されるこ
ととなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来法を適用した焼結鉱の製造、すなわち、原料充てん層
の上方から下方に向けて空気を吸引しつつ配合原料中の
コークス粉を燃焼させて焼結の進行を図る焼結鉱の製造
においては、以下に述べるような不具合があった。

【０００９】パレット上に形成される原料充てん層は、
その上層部分については充てん密度が低く通気性がよい
ために、焼結中に充てん層直上の冷風がそのままブロワ
ーに吸引されるので温度上昇が見込めず、しかも速く冷
却される。それ故、この領域では溶融率が低く、気孔率
の高い焼結ケーキが得られるため強度が小さく、歩留り
の低下が避けられない。

【００１０】また、原料充てん層の中層部分について
は、上層部分の荷重を受けるため充てん密度が大きくな
るとともに、原料の焼結の際の高温の空気が通過するた
め予熱され焼結の進行により比較的強固な焼結鉱ケーキ
が製造される。

【００１１】さらに、原料充てん層の下層部分について
は、ブロワーによる吸引空気が充てん層内で十分に予
熱、昇温されるために熱過剰となり融液過多となって通
気性が阻害され焼結速度が低下し生産性を阻害する。

【００１２】上記のような従来の問題を解決する方法と
しては、パレット上に配合原料を装入する際に、複数の
棒条材の上部より下部の相互間隔が大きくなるように配
置し、これら棒条材が作るフルイ面を介して焼結原料を
焼結パレット上に供給し、原料充てん層の上層部分に細
粒のものを、下層部分に粗粒のものを偏析させるように
した特開昭63-190125 号公報に開示のような方法、ある
いは、充てん層上層部分の歩留りの改善のために、パレ
ット上に形成する配合原料の充てん層の中間部から上層
部分にかけてパレット進行方向に平行な筒体を設け、こ
の筒体よりパレット上に供給した配合原料層の中間部分
から上層部分にかけてコークス粉や石炭粉を吹き込みカ
ーボン濃度を制御し、充てん層の上層部分のもろい部分
を少なくなるようにした特開昭61-195926 号公報に開示
のような方法、さらには、水分を添加する前の原料を分
級し、とくに細粒のものを全層厚の２〜40％となるよう
に充てん層の上層部分に供給してもろい部分を少なくな
るようにした特開平4-231424号公報に開示のような方法
が参照される。

【００１３】ところで、特開昭63-190125 号公報に開示
の方法では、配合原料の粒度分布の時間的, 空間的変
動、あるいは疑似粒化程度の時間的, 空間的変動によっ
て、層の厚さ方向における粒度分布が安定せず、充てん
層の上層部分におけるもろい部分を低減するにも限界が
あった。

【００１４】また、特開昭61-195926 号公報に開示の方
法においては、吹き込むコークス粉や石炭粉は、初期に
パレット上に供給した疑似粒化した配合原料との均一な
混合ができないため、充てん層の通気性が不均一で、添
加したコークス粉や石炭粉が吹き飛び、炭材の原単位を
上昇させる不具合があった。

【００１５】さらに、特開平4-231424号公報開示の方法
においては、配合原料の疑似粒化という、かなり不安定
な物理現象を用いた粒度分級を行うため、充てん層の通
気性が不均一となるだけでなく、疑似粒化の不均一によ
って、添加したコークス粉や石炭粉が吹き飛ぶこととな
り、上記特開昭61-195926 号公報と同様、炭材の原単位
を上昇させる不具合があった。

【００１６】配合原料自体の粒度分布の揺らぎが起きた
り、疑似粒化に変動があっても充てん層の厚さ方向の焼
結性を安定に維持すること、充てん層の通気性を極力均
一にすること、添加するコークス粉や石炭粉等の炭材の
原単位の上昇を抑えること、さらに、充てん層の上層部
分のもろい焼結鉱の層をなるべく少なくし歩留りの向上
を図ることがこの発明の目的である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ドワイトロイド焼結機
を用いた焼結鉱の製造における、原料充てん層上層部分
の熱不足に起因した脆弱化 (強度の低下) 、歩留りの悪
化を回避すべく、実験室における焼結鍋試験、実機焼結
機を使用した試験操業を行い、種ゝ検討を重ねた結果、
次のようなことが明らかとなった。

【００１８】(1) 原料充てん層の燃焼、焼結後に生成す
るもろい部分は、操業条件によっても変化するが、一般
的に、その表面から50〜150 mmの上層部分であること。 (2) 原料充てん層の上層部分を、燃焼、焼結後において
強固な焼結鉱層とするには、その部分に予め低融点物質
を添加しておくことが有効であること。 (3) 上記の(2) に関して、とくに細粒の返し鉱は、CaO-
Fe₂O₃の共融混合物を含有していて、新しい原料よりも
融点が低く、それ故、返し鉱を添加することは充てん層
の上層部分の融液を増加させることができ、強度の高い
焼結鉱層とすることができること。 (4) また、上記の(2) に関して、粉状の鉄原料は、原料
が石灰石と反応して低融点融液を形成する際にその反応
速度を促進するため、鉄原料を添加することによっても
充てん層の上層部分につき強度の向上が見込めること。 (5) 粉状の鉄原料としては、ミルスケールがある。この
ミルスケールは、FeO を多量に含有していて、これを添
加しておくことにより原料充てん層の焼成過程でFeO-Si
O₂系融液の生成を促進させる。したがって充てん層の上
層部にミルスケールを添加した場合には、融液の増加を
図ることができ、しかも、ミルスケール中のFeO の酸化
熱により、かかる部分のコークス配合割合も低下させる
ことができる利点があること。 (6) 配合原料を疑似粒化することで燃焼速度を上げるこ
とができ、かつ燃焼量自体も充てん層の厚さ方向の平均
値よりも大きくできること、そして、このような効果を
より大きくするためには、疑似粒化した配合原料に１mm
以下の細粒のコークス（コークス炉の乾式消化法、CDQ
で発生するサイクロンダスト等) を添加してさらに疑似
粒化 (コークスの配合割合を平均値よりも高くする)
し、これを充てん層の上層部分に供給すること。 (7) さらに、原料充てん層の搬送経路を複数の領域に区
画し、各区画毎に吸引流量を調整して原料充てん層の厚
さ方向の焼成速度を制御することが有効であること。具
体的には、冷却速度が小さい充てん層上層部分が燃焼し
ている間は吸引風量を小さくし、逆に充てん層の下層部
分が燃焼しているときには熱過剰で過溶融となっている
ので吸引風量を大きくするのが有効であること (このよ
うな制御によって充てん層の上層部分の温度を上げるこ
とができ高温状態を長時間にわたって保持でき、配合原
料の溶融率が改善され歩留りの向上に有利) 。

【００１９】この発明は、上記の知見に立脚するもので
ある。

【００２０】すなわち、この発明は、ドワイトロイド式
焼結機に組み込まれた移動式のパレットに、原料充てん
層を順次形成し、パレットの移動に併せて原料充てん層
を燃焼、焼結させるに当たり、原料充てん層を燃焼、焼
結させるに先立ち、該充てん層の表面から50〜150 mmの
領域に25〜95wt％の割合で返し鉱を配合することを特徴
とする焼結鉱の製造方法であり、この発明においては、
返し鉱に代えてミルスケールを１〜６wt％の割合で配合
することもできる。

【００２１】原料充てん層については、配合原料を疑似
粒化させたものが適用でき、とくに、該原料充てん層の
表面から50〜150 mmの領域については、配合原料の疑似
粒化に際して１mm以下の微細コークスを含むものとする
(配合原料を疑似粒化したのち、ここに、−１mmの微細
コークスを添加しさらに疑似粒化する) のが好適であ
る。

【００２２】また、この発明は、ドワイトロイド式焼結
機に組み込まれた移動式のパレットに原料充てん層を順
次形成し、パレットの移動に併せて原料充てん層を燃
焼、焼結させさるに当たり、原料充てん層の搬送経路を
複数の領域に区画し、各区画毎に吸引流量を調整して該
原料充てん層の厚さ方向の焼成速度を制御することを特
徴とする焼結鉱の製造方法であり、上記の原料充てん層
は、従来から使用されいているような一般的な原料充て
ん層でよいのはもちろん、この発明で規定するよな、返
し鉱を含むものの他、ミルスケールを含むもの、あるい
は配合原料を疑似粒化したものが適用できる。

【００２３】さて、図１に、この発明を実施するのに用
いて好適な設備の構成を示す。図中、１はドワイトロイ
ド式焼結機の移動式パレット、２は移動式パレット１に
配合原料を供給して原料充てん層を形成する給鉱ホッパ
ー（シュートとドラムフィーダとの組み合わせからな
る）であって、この給鉱ホッパー２は従来から使用され
ている一般的な配合原料を貯溜するメインホッパー２ａ
と、返し鉱あるいはミルスケールを比較的多量に添加し
た配合原料 (返し鉱の場合では25〜95wt％, ミルスケー
ルの場合では１〜15wt％) を貯溜するサブホッパー２ｂ
からなる。

【００２４】また、３は返し鉱あるはミルスケール増配
用ホッパー、４はホッパー３より切り出された返し鉱あ
るいはミルスケールを送給するベルトコンベア、５は簡
易ミキサーであって、この簡易ミキサー５を経た返し鉱
あるいはミルスケールがサブホッパー２ｂに貯溜され
る。６は原料充てん層ｇに着火するための点火源、７は
吸引ブロワーにつながる経路であって、この経路７を通
して吸引風量を調整する。

【００２５】メインホッパー２ａおよびサブホッパー２
ｂからそれぞれ配合原料が時間的なずれをもって供給さ
れて移動式パレット１の上に２層からなる原料充てん層
ｇが形成され、これがパレット１の他端に至るまでの間
で燃焼、焼結されて焼結ケーキ (塊) が作製される。

【００２６】

【作用】この発明においては、焼結鉱の製造に際して、
原料充てん層の上層部分に、融液を多量に生成するよう
な原料を配合して燃焼、焼結させるようにしたので、該
部分における強度の強化が図られる。

【００２７】この発明においては、混合原料中の返し鉱
の配合割合を25〜95wt％としたが、その理由は、25wt％
未満では、返し鉱を添加したことの効果がないからであ
り、95wt％を超えて添加すると着火しなくなるからであ
る。

【００２８】ミルスケールを添加する場合については、
配合原料の総量に対して１wt％未満ではミルスケールを
添加したことの効果が期待できず、一方、15wt％を超え
るような添加を行ってもそれ以上の効果は期待できない
ので、１〜15wt％の割合で配合する。

【００２９】配合原料を疑似粒化させたものを使用する
のに好適な設備の構成を図２に示す。図２における番号
８はコークス槽、９は鉱石槽、10は副原料槽、11は各槽
から切り出された原料を水分を添加しつつ混合、疑似粒
化するためのドラムミキサー、12は疑似粒化した原料を
メインホッパー２ａ, サブホッパー２ｂにそれぞれ供給
する分配機、13はコークス貯蔵ホッパーであり、この貯
蔵ホッパー13よりコークスを供給し簡易ミキサー５で疑
似粒化後の原料をさらに混合、疑似粒化する。

【００３０】上掲図２におけるような構成になる設備を
使用し、疑似粒化した配合原料においてその上層部分に
のみに微細なコークス (−１mm) を含む原料充てん層ｇ
を形成することによって、コークス量を実質的に増加さ
せないで良好な通気性を確保することができる。

【００３１】図３は、原料充てん層ｇの搬送経路を３つ
の領域に区画し、各区画毎に吸引流量を調整することが
できる設備を例示したものである。このような構成にな
る設備においては、電気集塵器14につながる吸引ブロワ
ー15,16,17にて充てん層ｇの上層部分、中層部分、下層
部分の吸引風量を調整しその厚さ方向における焼成速度
を制御することができ、これによってコークスの使用量
を増加させることなしに充てん層ｇの上層部分における
強度の向上を図ることができる。

【００３２】吸引ブロワーによる吸引風量の調整は、上
掲図１、図２に示すような構成になる設備に適用するこ
ともでき、この場合にはより精度の高い制御を行うこと
ができる。

【００３３】図４は従来の焼結機の構成を示したもので
あり、かかる構成になるものにおいては、ダンパーを調
整することによって原料充てん層ｇのとくに上層部分の
焼成速度を制御することは可能であるが、該上層部分で
の圧損を焼結機の排鉱部側に至るまでの間で取り戻すこ
とはできない、すなわち、このような焼結機では生産性
の低下は避けられない。

【００３４】

【実施例】

実施例１上掲図１に示したような構成になる設備を用いて、表１
の如き配合割合になる原料を、燃焼、焼結させて焼結鉱
とすべく、原料充てん層の上層部分 (充てん層の表面か
ら50〜150 mmの範囲) における返し鉱の増配率を種ゝ変
更した操業を行い、その時のコークス原単位、充てん層
の歩留り状況について調査した。その際の操業条件を表
２に、また結果を図５, 図６に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】図５, 図６より明らかなように、充てん層
の上層部分における返し鉱の配合割合を高くした場合に
おいては、コークスの原単位はほぼ一定であるにもかか
わらず、かかる部分における強度の上昇が認められ、か
つ歩留りが改善されることが確認できた (結果的にトー
タルの歩留りが改善される) 。

【００３８】実施例２原料充てん層の上層部分にミルスケールを配合した他は
すべて上記の実施例１と同様の操業を行い、その時のコ
ークス原単位、充てん層の歩留り状況について調査し
た。その結果を、図７, 図８に示す。

【００３９】図７, 図８より明らかなように、原料充て
ん層の上層部分につき、ミルスケールの配合割合を１〜
15％に増加した場合には、かかる部分の強度を上昇させ
ることができ、歩留りが改善される (コークス原単位は
ほぼ一定) ことが確認できた。

【００４０】実施例３上掲図２に示したような構成になる設備を用いて、表３
の如き配合割合になる原料 (疑似粒化したもの) を、上
掲表２に示したような条件のもとでパレット上で燃焼、
焼結させる操業を行い、その際の原料充てん層の温度の
変化状況、焼結鉱の強度 (原料充てん層の上層、中層、
下層の各部分に対応する焼結鉱) および歩留り状況につ
いて調査した。その結果を図９、図10および図11に示
す。

【００４１】

【表３】

【００４２】この発明に従う操業においては、図９に示
すように、原料充てん層の厚さ方向における温度分布は
ほぼ一定になっており、落下強度も図10に示すように十
分に高く、しかも歩留りに関しても図11のように著しく
向上することが確認できた。

【００４３】実施例４上掲図３に示したような構成になる設備を用いて、表１
の如き配合割合になる疑似粒化後の配合原料を表４に示
す条件のもとでパレット上で燃焼、焼結させた。図12に
吸引ブロワーによる吸引パターンの変化状況を、図13に
原料充てん層の厚さ方向における温度の変化状況を、さ
らに図14に焼結鉱の強度 (原料充てん層の上層、中層、
下層の各部分に対応する焼結鉱) を調査した結果をそれ
ぞれ示す。

【００４４】

【表４】

【００４５】図14より明らかなように、原料充てん層の
上層部分の焼結鉱については、従来法に従って製造した
焼結鉱と比較し強度の上昇度合いが著しく、歩留りも大
幅に向上させることができた。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
コークスの使用量を増やすことなしに、焼結鉱の強度を
高めることが可能であり、歩留りの向上を図るのに有利
なだけでなく、焼結鉱を製造する際の経費も少なくてす
むのでコストの軽減も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施するのに用いて好適な設備の構
成を示した図である。

【図２】この発明を実施するのに用いて好適な設備の構
成を示した図である。

【図３】この発明を実施するのに用いて好適な設備の構
成を示した図である。

【図４】従来から使用されている焼結機の構成を示した
図である。

【図５】原料充てん層の歩留り状況を調査した結果を示
した図である。

【図６】コークス原単位および焼結鉱の強度を調査した
結果を示した図である。

【図７】原料充てん層の歩留り状況を調査した結果を示
した図である。

【図８】コークス原単位および焼結鉱の強度を調査した
結果を示した図である。

【図９】原料充てん層内の温度を調査した結果を示した
図である。

【図１０】焼結鉱の落下強度を調査した結果を示した図
である。

【図１１】焼結鉱の製造にかかわる生産率、歩留り、コ
ークス原単位、原料充てん層の上層部分における層厚、
粒径を比較して示した図である。

【図１２】吸引ブロワーによる吸引パターンを比較して
示した図である。

【図１３】原料充てん層内の温度を調査した結果を湿し
た図である。

【図１４】焼結鉱の強度を調査した結果を示した図であ
る。

【符号の説明】

１移動式パレット２給鉱ホッパー３増配用ホッパー４ベルトコンベアー５簡易ミキサー６点火源７経路８コークス槽９鉱石槽 10 副原料槽 11 ドラムミキサー 12 分配機 13 貯蔵ホッパー 14 電気集塵器 15 吸引ブロワー 16 吸引ブロワー 17 吸引ブロワー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ドワイトロイド式焼結機に組み込まれた
移動式のパレットに原料充てん層を順次形成し、パレッ
トの移動に併せて原料充てん層を燃焼、焼結させるに当
たり、原料充てん層を燃焼、焼結させるに先立ち、該充てん層
の表面から50〜150 mmの配合原料領域に25〜95wt％の割
合で返し鉱を配合することを特徴とする焼結鉱の製造方
法。
【請求項２】返し鉱に代えてミルスケールを１〜15wt
％の割合で配合する請求項１記載の方法。
【請求項３】原料充てん層は、配合原料を疑似粒化さ
せたものであり、該原料充てん層の表面から50〜150 mm
の領域については、配合原料の疑似粒化に際して１mm以
下のコークスを含むものである、請求項１または２記載
の方法。
【請求項４】ドワイトロイド式焼結機に組み込まれた
移動式のパレットに、原料充てん層を順次形成し、パレ
ットの移動に併せて原料充てん層を燃焼、焼結させさる
に当たり、原料充てん層の搬送経路を複数の領域に区画し、各区画
毎に吸引風量を調整して該原料充てん層の厚さ方向の焼
成速度を制御することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項５】請求項１〜３の方法において、原料充て
ん層の搬送経路を複数の領域に区画し、各区画毎に吸引
風量を調整して該原料充てん層の厚さ方向の焼成速度を
制御する焼結鉱の製造方法。