JPH0791854A - 回転体を使用した焼結原料装入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い生産性で高品質焼結鉱の製造に好適な原
料充填層を形成する。 【構成】 ホッパー１に貯留した焼結原料２をドラムフ
ィーダ３から傾斜シュート４に送り出し、羽根１１及び
円盤１３を備えた回転体１０を経てパレット６に装入す
る。焼結原料２は、傾斜シュート４から回転体１０の羽
根１１の間に送り込まれ、回転体１０の回転力でパレッ
ト６の走行方向に分散され、傾斜面７ａに沿った転動に
より分級される。円盤１３は、原料充填層７の表層部に
溝１５をつける。 【効果】 原料充填層７に大きな偏析強度が付けられる
と共に、クラックの発生箇所を規制する溝１５が形成さ
れているため、焼結時の大きなクラックに起因した吹き
抜けが抑制され、原料充填層７は万遍なく焼結される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高さ方向に関し大きな
粒度偏析をもち、焼結時のクラック発生を規則化させる
原料充填層が形成されるように焼結原料を焼結機パレッ
トに装入する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉装入原料である粉鉱石等の鉄鉱石
は、高炉内部の反応性，通気性等を高め、ひいては高炉
の生産性を上げるために、所定の粒径，強度等をもった
焼結鉱に加工されている。焼結鉱は、通常連続走行する
ベルトに搭載したパレットに焼結主原料をコークスや副
原料と共に装入し、原料充填層の上から下に向けて焼結
反応を進めることによって製造される。焼結原料は、パ
レット上に形成された原料充填層の斜面を転動しながら
パレットに装入される。このとき、細粒区分の転動距離
が短く、粗粒区分の転動距離が長くなる。その結果、原
料充填層は、上から下に向けて大きくなる粒径分布をも
つ。また、焼結原料が傾斜シュートを滑走している間で
も、細粒区分及び粗粒区分がそれぞれ下層及び上層とな
った滑走流が形成され、この滑走流の粒度分布も原料充
填層に反映される。

【０００３】上から下に向けて大きくなる粒径分布は、
焼結時の通気性を改善し、均一な焼結反応を確保する上
で必要である。この点、単に傾斜シュートを滑走した焼
結原料を原料充填層の斜面に沿って転動させるだけでは
不十分である。そこで、原料充填層の粒度偏析を強化さ
せることが要求され、種々の原料装入方式が提案されて
いる。たとえば、特開昭６２−１３０２２６号公報で
は、粒度構成が異なる焼結原料を２段に積層する方法が
紹介されている。また、特公平４−４３７８号公報，特
公平４−６７７６号公報等では、モーゲン篩に属する複
数の棒条材からなるフルイを傾斜シュートの下位側に配
置している。本発明者等も、粒度偏析が強化された原料
充填層を形成するように、回転体を使用して焼結原料を
装入する方法を開発し、特願平５−６７８４７号として
出願した。

【０００４】この方法では、図１に示す設備構成の装置
を使用する。ホッパー１に収容されている焼結原料２
は、ホッパー１の下部に設けられているドラムフィーダ
３で定量切り出され、傾斜シュート４上に落下する。焼
結原料２は、傾斜シュート４上を滑走し、傾斜シュート
４の下位側に配置した回転体５によってパレット６上に
分散供給される。焼結原料２は、傾斜シュート４を滑走
している間に、粒径が下から上に向かって大きくなった
粒度分布をもつ流れとなる。粒度偏析が付けられた焼結
原料２は、傾斜シュート４から回転体５に送られ、パレ
ット６の進行方向に関して広い範囲で原料充填層７の傾
斜面７ａに分配される。

【０００５】広範囲に分配された焼結原料２は、傾斜シ
ュート４を滑走するときの運動エネルギー及び回転体５
で付与された運動エネルギーによって傾斜面７ａを転動
する。このとき、粗粒ほど転動距離が長くなるため、原
料充填層７の高さ方向に関する偏析が強化される。ま
た、焼結原料２が安息角を超えて局部的に堆積すること
がないので、傾斜面７ａに送り込まれた焼結原料２のナ
ダレ現象に起因した粒度偏析の不連続や圧密化が防止さ
れる。原料充填層７は、均し板８でパレット６の幅方向
に関する厚み分布が調整された後、点火炉９で表層部が
点火される。パレット６の下方に配置した風箱（図示せ
ず）により、空気，酸素富化空気等を上から下に吸引し
ているので、原料充填層７の表層部から下層部に向けて
焼結反応が漸次進行する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】原料充填層７は、焼結
反応の進行に伴って焼き締めされる。焼き締めにより、
パレット６の幅方向に沿った収縮力が焼結中の原料充填
層７に作用する。自由状態で原料充填層７の焼結を進行
させると、不規則で長いクラックが原料充填層７に発生
する。クラック発生箇所では通気抵抗が低下し、空気，
酸素富化空気等が局部的に集中して流れる。クラックが
原料充填層７の幅方向一部に集中して発生すると、空
気，酸素富化空気等の偏流が大きくなる。その結果、焼
結原料が冷却し、焼結反応の不均一をもたらす。この欠
陥は、原料充填層７の幅方向に関して複数箇所にクラッ
ク発生の起点となる線状溝を付け、クラックの発生箇所
を分散させることにより抑制される。しかし、線状溝形
成のために余分な手数或いは付帯機器が必要とされる。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたもの
であり、線状溝形成作用を回転体に備えさせることによ
り、別途の作業や付帯機器を必要とすることなく、線状
溝が付けられた原料充填層を形成し、焼結反応時に発生
するクラックを規制し、高品質の焼結鉱を高歩留りで製
造することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の焼結原料装入装
置は、その目的を達成するため、焼結原料を貯留するホ
ッパーと、該ホッパーの下部に設けられた定量切出し機
構と、切り出された前記焼結原料が落下し滑走する傾斜
シュートと、該傾斜シュートの下位側に配置され、円柱
状基体に複数の羽根又は波状凹凸を円周方向に付けた回
転体を備え、該回転体は、原料充填層に達する半径をも
つ単数又は複数の円盤を前記円柱状基体の軸方向に取り
付けている。

【０００８】本発明で使用する回転体１０は、たとえば
図２（ａ）に示すように、複数の羽根１１を円周方向に
等間隔で円柱状基体１２に取り付けている。円柱状基体
１２の軸方向中間部には、複数の円盤１３が取り付けら
れている。円盤１３の個数は、パレット６上に形成され
る原料充填層７の幅に応じて定められる。原料充填層７
の幅が小さい場合には一つの円盤１３で良く、長くなる
に応じて個数を増加させる。円柱状基体１２の両端面か
ら軸方向に突出した回転軸１４に適宜の駆動源から動力
が伝達され、回転体１０が回転する。羽根１１に代え、
波状の凹凸を回転体１０の円周方向に形成することもで
きる。この場合にも、回転体１０の両端部は、波状凹凸
のない円周面とする。波状凹凸としては、コルゲート加
工された波板を円柱状基体１２に溶接等で固着したり、
転造，圧延，プレス，切削等によって円柱状素材の周面
に形成することが可能である。波状凹凸は、焼結原料２
が溜り易い鋭角的な凹部がないことから、耐久性に優れ
ている。

【０００９】回転体１０を傾斜シュート４の下位側に組
み込んだ状態では、図２（ｂ）に示すように、円盤１３
の外周縁部が原料充填層７の表層部に達している。傾斜
シュート４を滑走してきた焼結原料２は、傾斜シュート
４の下位側端部４ａから回転体１０に送り込まれ、回転
体１０の羽根１１によって分散流として排出され、原料
充填層７の傾斜面７ａに送り出される。このようにし
て、上から下に向けて粒度が大きくなる粒度偏析が付け
られた原料充填層７が形成される。原料充填層７の表層
部に円盤１３の外周縁部が埋没する位置関係で回転体１
０が配置されているので、パレット６の進行方向に延び
る溝１５が原料充填層７の表層部に付けられる。表層部
は、細粒原料で構成されているため、円盤１３が受ける
衝撃が小さく、溝１５の形成により回転体１０に加わる
負荷は小さなものである。溝１５の本数は、回転体１０
に設けた円盤１３の個数で定まり、幅方向に関して一定
した位置にある。

【００１０】溝１５が付けられた原料充填層７を焼結す
るとき、焼結に伴って発生する収縮力が溝１５に集中
し、溝１５を起点としたクラックが優先的に発生する。
このとき、原料充填層７の幅に応じて適切な位置に溝１
５が形成されているので、不規則なクラック発生や局部
的に大きなクラックの発生が抑制される。他方、原料充
填層７は、下層部から表層部の厚み方向全域にわたり所
定の粒度偏析をもったものとなる。そのため、下層部で
は通気性が確保され、上層部では熱量不足が補償され
る。原料充填層７の内部では、焼きムラの原因となる粗
粒及び細粒のサンドイッチ構造が発生しない。その結
果、原料充填層７の幅方向及び厚み方向に関して均質な
焼結反応が行われ、焼き不足や焼きすぎ等を生じること
なく、高品質の焼結鉱が高い歩留りで製造される。

【００１１】

【実施例】

実施例１：回転体１０として、軸方向長さ１５００ｍｍ
及び直径１００ｍｍの円柱状基体１２に、幅１００ｍ
ｍ，軸方向長さ１０００ｍｍ及び厚み２ｍｍの羽根１１
を８枚固着したものを使用した。また、円柱状基体１２
の中央部から両端方向に向けて１００ｍｍ及び３００ｍ
ｍの合計４か所に、外径２５０ｍｍ及び厚み３ｍｍの円
盤１３を取り付けた。回転体１０を、傾斜シュート４の
下位側に配置し、内幅１０００ｍｍのパレット６に臨ま
せた。このとき、羽根１１の先端部が傾斜シュート４の
下位側端部４ａに最も接近する距離を、水平方向で１５
０ｍｍ，垂直方向で１５０ｍｍに設定した。この位置設
定では、定常操業状態で原料充填層７の表面から５０ｍ
ｍの深さまで、円盤１３の外周縁部が原料充填層７の表
層部に埋没する。

【００１２】粒度分布を表１に示す平均粒径３．２ｍｍ
の焼結原料２を、表２に示す装入条件でホッパー１から
傾斜シュート４及び回転体１０を介して焼結機のパレッ
ト６に装入した。回転体１０は、モータ駆動によって毎
分１２５回転の速度で回転させた。焼結原料２は、傾斜
シュート４から回転体１０に送り出され、羽根１１の間
に一次的に収容された後、回転体１０の回転によってパ
レット６の走行方向上流側に強制的に送り出された。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】形成された原料充填層７を観察したとこ
ろ、円盤１３に対応して幅方向中央部から両端部に向け
て１００ｍｍ及び３００ｍｍの位置に深さ５０ｍｍの溝
１５が４本付けられていた。溝１５は、一部に細粒原料
が転がり落ちた箇所もみられたが、全体として実質的に
焼結原料のない空間部であった。上層部から下層部に向
かう垂直方向に沿って連続的に原料充填層７から試料を
採取し、原料充填層７の高さ方向に関する平均粒度を調
査した。そして、上層部と下層部との間の原料粒度差を
求めたところ、原料充填層７の幅方向中央部において上
層部と下層部との間で３．４ｍｍと大きくなっていた。
しかも、原料粒度の不連続点が検出されず、原料充填層
７の高さ方向に関し粒度分布の傾斜角度が小さくなって
いた。このことから、パレット６上に形成された原料充
填層７は、幅方向中央部で粒度偏析が強化されているこ
とが判る。比較のため傾斜シュート４のみを使用して形
成した原料充填層７では、上層部と下層部との間の原料
粒度の差が１．０５ｍｍと小さいものであった。しか
も、ナダレ現象の発生に起因するものと考えられる原料
粒度の不連続的な変化が上層部と下層部との間に検出さ
れた。

【００１６】実施例２：下面に開口率１５％で直径５ｍ
ｍの通風孔が形成された焼成ボックスを使用し、底面に
予め床敷き鉱を敷いた。次いで、各種鉄鉱石を、表３に
示す配合割合で副原料，コークス，返鉱等と配合し、実
施例１と同様な条件下でパレット６に装入した。使用し
た焼結原料は、表１と同様な粒度構成をもっていた。

【００１７】

【表３】

【００１８】回転体１０を使用して焼結原料２を装入し
た本発明例では、実施例１と同様に原料充填層７の上層
部と下層部との間に３．４ｍｍの原料粒度差が付けられ
た。また、原料充填層７の表層部には、深さ５０ｍｍ及
び幅３ｍｍの溝１５が幅方向に４本付けられた。他方、
回転体１０を使用することなく焼結原料２を傾斜シュー
ト４からパレット６に装入したときには、原料粒度差が
１．０５ｍｍと小さく、且つ幅方向に一様な粒度偏析が
付けられた。パレット６に装入された原料充填層７の充
填密度及び粒度分布が変化しないように、パレット６の
所定位置で原料充填層７を垂直方向に切断し、前後のパ
レット６を分離した。切断面に耐火物を内装した耐火壁
を取り付け、ボックス状に組み立てて焼成ボックスとし
た。焼結原料２が充填された焼成ボックスを風箱の上に
載せ、原料充填層７の表層部に着火し、吸引負圧１０．
７９ｋＰａの一定条件下でブロアーにより空気を下方吸
引しながら焼結反応を原料充填層７の上層から下層に進
行させる焼結試験を行った。なお、表４における比較例
は、回転体５を設置することなく、傾斜シュート４から
パレット６に焼結原料２を直接装入した場合である。ま
た、焼結時の通気性は、通気指数（ＪＰＵ）及び焼成速
度（ＦＦＳ）で評価した。

【００１９】

【表４】

【００２０】試験結果を示す表４から明らかなように、
原料充填層７に溝１５及び粒度偏析を付けて焼結する本
発明例では、原料充填層７の通気性が改善されているこ
とから、焼結時間が短くなっていることが判る。また、
焼結時の収縮力に起因するクラックの発生を溝１５で規
制することから、幅方向に関しても均一な焼結反応が進
行し、結果として焼結鉱の生産性が向上した。焼結鉱の
品質を示すＪＩＳ還元率（ＲＩ）及び低温還元粉化指数
（ＲＤＩ）は、回転体１０を使用することなく焼結原料
を装入した比較例に比べて若干高い値を示しているが、
本質的に大差のないものであった。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、傾斜シュートから焼結機パレットに至る焼結原料の
流動通過の途中に、焼結原料を分散流として送り出す羽
根又は波状凹凸を備え、原料充填層の表層部に溝を付け
る円盤を取り付けた回転体を配置している。羽根又は波
状凹凸は、焼結原料を分散流として広範囲に送り出し、
原料充填層の粒度偏析を強化する。円盤は、焼結時にク
ラック発生の起点となる溝を原料充填層の表層部に形成
する。そのため、焼結反応が迅速に進行すると共に、焼
結時に発生し易い大きなクラックに起因した空気，酸素
富化空気等の吹き抜けにより焼結原料が冷却されること
がなくなる。したがって、焼結原料が万遍なく焼結さ
れ、一定した高品質の焼結鉱が高い歩留りで製造され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 傾斜シュートの下位側に回転体を配置した焼
結原料装入装置

【図２】 本発明に従った回転体を組み込んだ焼結原料
装入装置の要部（ａ）及び焼結原料の流動状態（ｂ）

【符号の説明】

１：ホッパー ２：焼結原料 ３：ドラムフィーダ
（定量切出し機構） ４：傾斜シュート ４ａ：傾斜シュートの下位側端部
６：パレット ７：原料充填層 ７ａ：傾斜面
１０：回転体 １１：羽根 １２：円柱状基体
１３：円盤 １４：回転軸 １５：原料充填層
の表層部に付けた溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼結原料を貯留するホッパーと、該ホッ
   パーの下部に設けられた定量切出し機構と、切り出され
   た前記焼結原料が落下し滑走する傾斜シュートと、該傾
   斜シュートの下位側に配置され、円柱状基体に複数の羽
   根又は波状凹凸を円周方向に付けた回転体を備え、該回
   転体は、原料充填層に達する半径をもつ単数又は複数の
   円盤を前記円柱状基体の軸方向に取り付けている焼結原
   料装入装置。