JPH0791856A - 回転体を使用した焼結原料装入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱量不足の補償及び焼結時の通気性に有効な
粒度偏析を原料充填層に付け、高い生産性で焼結鉱を製
造する。 【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、分級作用を呈
するワイヤ１１を植設した回転体１０を経てパレット６
に装入する。焼結原料２は、粒径に応じて領域〜に
落下し、原料充填層７の傾斜面７ａに沿った転動により
分級作用を受ける。ワイヤ１１の分布を回転体１０の軸
方向に変えることによって、原料充填層７の偏析強度を
幅方向に制御することもできる。 【効果】 大きな粒度偏析が原料充填層７に付けられ、
焼結反応が迅速になり、安定化した品質の焼結鉱が高い
歩留りで製造される。

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
粒度偏析をもつ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り傾斜面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】回転体５は、焼結原料
２を羽根の間に一次的に収容し、幅広い分散流として焼
結原料２を原料充填層７の傾斜面７ａに送り出す。分散
流は、種々の粒径の原料粒子が混在したものであり、傾
斜シュート４を焼結原料２が滑走しているときに生じた
下層が細粒で上層が粗粒の分級状態を十分に活用してい
ない。そして、傾斜面７ａに分散流が到達した後で各原
料粒子が転動することによって、所定の分級効果を得て
いる。この点、回転体５から放出される分散流自体を粒
径ごとに区分できると、形成された原料充填層７の高さ
方向に関する粒度偏析を更に大きくなる。

【０００７】また、固定式の羽根を備えた回転体５で
は、羽根の間に詰まった原料粒子が操業中に回転体５か
ら離脱して原料充填層７に送り出されることが少ない。
そのため、回転体５に焼結原料２が付着堆積し易く、操
業の経過に伴って回転体５から送り出される焼結原料２
の分散状態が変動する。その結果、原料充填層７の粒度
偏析が不規則に変わり、焼結反応の進行が不安定になる
虞れがある。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、回転体の周面にワイヤを植設する
ことにより、分散流自体に分級効果を持たせ、長期間に
わたって一定した偏析強度を原料充填層に付け、均質な
焼結反応を行わせ、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。

【０００８】

【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、複数
のワイヤが周面に植設された回転体を備えている。焼結
原料は、大部分が前記回転体を経てパレットの走行方向
上流側に送り出され、一部が前記傾斜シュートの下位側
端部と前記回転体との間から落下する。ワイヤは、回転
体の全周面に均一に植設してもよく、或いは回転体の円
周方向に等間隔で軸方向に延びた複数の線に沿って植設
してもよい。また、軸方向中央部が密、両端部が粗な植
設密度で回転体にワイヤを植設することもできる。ワイ
ヤとしては、たとえば、ピアノ線，硬質鋼線等の弾性が
高い鋼線又は鋼棒が使用される。

【０００９】本発明においては、たとえば図２（ａ）に
示すように、多数のワイヤ１１が円柱状基体１２の周面
に植設された回転体１０を、傾斜シュート４の下位側に
配置する。ワイヤ１１は、図２の例では円柱状基体１２
の円周方向に等間隔で回転軸方向に延びる６本の線に沿
って配列している。しかし、本発明はこれに拘束される
ものではなく、ワイヤ１１が配列される線の数を増減し
ても、また円柱状基体１２の全周面に均一な分布でワイ
ヤ１１を植設しても良い。回転体１０の中心部には回転
軸１３が取り付けられ、回転軸１３に伝達される動力に
よって回転体１０が回転することは、図１の回転体５と
同様である。また、円柱状基体１２の端面から軸方向に
延びる回転軸１３に代え、円柱状基体１２の中間部を回
転可能に支持するアームに回転動力伝達機構を組み込む
こともできる。

【００１０】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の表面近傍が細粒になっている。細
粒区分２ａは、図２（ｂ）に示すように回転体１０まで
至らず、傾斜シュート４の下位側端部４ａと回転体１０
との間を通り、原料充填層７の表層部に落下する（領域
）。回転体１０と傾斜シュート４との位置関係によっ
ては、領域が存在しないこともある。この場合、焼結
原料２は、全量が回転体１０に達する。実際の操業にお
いては、焼結原料２の大部分が回転体１０に到達し、領
域で落下する焼結原料２は僅かであった。回転体１０
まで達した残りの焼結原料２は、ワイヤ１１を植設した
回転体１０を使用していることから、原料充填層７の傾
斜面７ａに落下する位置が粒径に応じて異なる。このと
き、原料粒子の落下によってワイヤ１１に振動が加わ
り、ワイヤ１１の間にある原料粒子がワイヤ１１の弾性
運動によって払い出される。粒径が小さい原料粒子は、
回転体１０に到達した直後、ワイヤ１１の隙間を通過し
た細粒透過流２ｃとして傾斜面７ａに落下する（領域
）。細粒透過流２ｃの落下位置は、細粒区分２ａの落
下位置よりも下方にある。

【００１１】粒径が比較的大きい原料粒子は、粗粒区分
２ｂと混じり合った混粒区分２ｄとしてワイヤ１１で拘
束され、回転体１０と共に回転する。混粒区分２ｄを収
容した部分が最高到達点を越えた後、ワイヤ１１による
分級作用によって一部が粗粒透過流２ｅとしてワイヤ１
１の隙間を通過する（領域）。また、混粒区分２ｄの
重量によってワイヤ１１が弾性変形するため、後でワイ
ヤ１１の間を通過する粒子ほど粒径が大きくなる。粗粒
透過流２ｅを構成する原料粒子は、細粒透過流２ｅの原
料粒子に比較して粒径が大きく、傾斜面７ａへの落下地
点が下方になる。最も粒径が大きい原料粒子は、ワイヤ
１１の隙間を通過することなく、回転体１０の回転によ
ってワイヤ１１の下向き傾斜角度が大きくなると、回転
体１０から放出される（領域）。また、回転方向後側
のワイヤ１１によって、回転体１０から投げ出されるこ
ともある。粗粒区分２ｂの落下点は、傾斜面７ａの最も
下方に位置する。

【００１２】このように、領域から領域に向かっ
て、送り込まれる焼結原料２の粒径が大きくなる。ま
た、原料粒子の落下位置も、粒径が大きいものほど傾斜
面７ａの下側になる。そのため、焼結原料２は、傾斜面
７ａに到達した時点ですでにある程度分級されており、
しかも回転体５で付与された運動エネルギーによって広
範囲に広がった分散流として送り込まれる。傾斜面７ａ
に達した原料粒子は、更に転動し、分級される。その結
果、形成された原料充填層７に、一層大きな偏析強度が
つけられる。形成された原料充填層７は、下層部から表
層部に向けて粒径が小さくなる粒度偏析がつけられてい
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。また、原料充填層７の内部
に、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。

【００１３】円柱状基体１２の周面に植設するワイヤ１
１の密度を、回転体１０の軸方向に変えることもでき
る。植設密度の調整は、原料充填層７の粒度偏析を幅方
向に制御することに有効である。すなわち、焼結時に原
料充填層７が焼き締まり、パレット６との間に隙間が生
じ易い。隙間により原料充填層の通風抵抗が局部的に低
下し、風箱に吸引される空気，酸素富化空気等がパレッ
ト６の側壁に沿って集中的に流れる。この偏流は、焼結
原料を冷却し、焼結不足の原因となる。そこで、焼結時
の焼き締まりを考慮して、幅方向両端部の粒度偏析を小
さくし通風抵抗を予め大きくするため、図３に示す密度
分布でワイヤ１１を円柱状基体１２に植設する。回転体
１０の軸方向両端部ではワイヤ１１が粗に植設されてお
り、ワイヤ１１による分級作用を低下させている。他
方、軸方向中央部では、ワイヤ１１が密に植設されてい
る。

【００１４】ワイヤ１１の植設密度の相違によって、パ
レット６に充填された焼結原料２の原料充填層７は、両
端部７ｓの粒度偏析が中央部７ｃより小さくなってい
る。そのため、原料充填層７は、側壁６ａの近傍で部分
的に通風抵抗が焼結時の焼き締まりを見込んで高くなっ
ており、結果として幅方向に関して均一化された焼結反
応を受ける。原料充填層７の幅方向に関する粒度偏析
は、回転軸１０の軸方向にワイヤ１１の植設密度を変え
る他に、ワイヤ１１が長いほど分級作用が大きくなるこ
とから、植設するワイヤの長さを回転軸１０の軸方向に
変えることによっても制御できる。具体的には、円柱状
基体１２の中央部に植設するワイヤ１１を長く、両端部
で短くする。或いは、円柱状基体１２の両端部を、ワイ
ヤ１１を植設していない円周面として使用しても良い。

【００１５】

【実施例】

実施例１：直径２ｍｍ及び長さ１００ｍｍのピアノ線を
ワイヤ１１として、植設密度３本／ｃｍで直径１００ｍ
ｍ及び長さ６００ｍｍの円柱状基体１２の円周面に植設
した。ワイヤ１１は、円柱状基体１２の円周方向に等間
隔で軸方向に延びる６本の線に沿って分布させた。作製
された回転体１０を、傾斜シュート４の下位側に配置し
た。このとき、ワイヤ１１の先端が傾斜シュート４の下
位側端部４ａに最も接近する距離を、水平方向で１５０
ｍｍ，垂直方向で１５０ｍｍに設定した。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を介して内幅６００ｍｍ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９６回転の速度
で回転させた。装入された焼結原料２のうち、傾斜シュ
ート４の表面近傍を滑走した細粒区分２ａは、傾斜シュ
ート４と回転体１０との間から原料充填層７の傾斜面７
ａ上部に落下した。残りの粗粒区分２ｂは、傾斜シュー
ト４から回転体１０に送り出され、粒径に応じた細粒透
過流２ｃ，粗粒透過流２ｅ及び粗粒区分２ｂとして傾斜
面７ａに送り出された。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】連続装入試験後に、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。調査結果を、従来の傾斜シュートのみを使用し
た場合と比較して図４に示す。図４から明らかなよう
に、傾斜シュート４のみを使用した従来法では、原料充
填層７の上層部と下層部との間の原料粒度の差は１．０
５ｍｍ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。これに対し
て、傾斜シュート４に回転体１０を組み合わせた本発明
法によるとき、原料粒度の差は、原料充填層７の上層部
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。この対比から、パレット６上に形成された原料充填
層７は、優れた粒度偏析をもっていることが判る。

【００１９】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、混
合・造粒物として実施例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。

【００２０】

【表３】

【００２１】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。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と小さくなった。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１０を使用す
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。

【００２２】

【表４】

【００２３】試験結果を示す表４から明らかなように、
ワイヤ１１が植え付けられた回転体１０を使用した本発
明例では、原料充填層７の通気性が改善され、焼結時間
が短くなっていることが判る。また、歩留りが向上し、
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（ＲＤ
Ｉ）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。

【００２４】実施例３：円柱状基体１２の端面から１０
０ｍｍまでの円周面に植設密度１本／ｃｍでワイヤ１１
を植設する他は、実施例１と同様の回転体１０を使用し
た。そして、実施例１と同様の条件で焼結原料２を装入
したところ、図５に示すように両端部で偏析強度が低下
した原料充填層７が形成された。この原料充填層７を焼
結したところ、焼結反応が幅方向に均一化され、８７％
と高い歩留りで焼結鉱が製造された。

【００２５】

【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、分級作用を呈するワイヤを植設した
回転体を配置している。回転体から送り出された焼結原
料は、広範囲に広がった分散流となり、しかも原料充填
層の傾斜面に対する落下点が粒径に応じて異なる。その
ため、形成された原料充填層は、粒度偏析が強化され、
迅速に焼結される。また、固定式の羽根に比較してワイ
ヤの間に詰まる原料粒子が少なく、粒度偏析の経時的な
変動が抑制される。そのため、焼結反応が安定化且つ迅
速化し、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）及び焼結原料の落下状態（ｂ）

【図３】 ワイヤの植設密度を変えた回転体

【図４】 本発明に従った回転体が粒度偏析に与える影
響を、回転体を使用しない従来例と対比して示したグラ
フ

【図５】 ワイヤの植設密度を変えた回転体によって原
料充填層の幅方向に制御した偏析強度

【符号の説明】

１：ホッパー ２：焼結原料 ２ａ：細粒区分
２ｂ：粗粒区分 ２ｃ：細粒透過流 ２ｄ：混粒区
分 ２ｅ：粗粒透過流 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：ワイヤ １２：円柱状基体
１３：回転軸

Claims (5)

【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、複数のワイヤが周面に
   植設された回転体を備え、前記焼結原料は、大部分が前
   記回転体を経てパレットの走行方向上流側に送り出さ
   れ、一部が前記傾斜シュートの下位側端部と前記回転体
   との間から落下する焼結原料装入装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のワイヤは、回転体の全周
   面に均一に植設されている焼結原料装入装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のワイヤは、回転体の円周
   方向に等間隔で軸方向に延びた複数の線に沿って前記回
   転体の周面に植設されている焼結原料装入装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は３記載のワイヤは、軸方向
   中央部が密、両端部が粗な植設密度で回転体に植設され
   ている焼結原料装入装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかに記載のワイヤ
   は、弾性の高い鋼線又は鋼棒で作られている焼結原料装
   入装置。