JPH0791858A - 回転体を使用した焼結機パレットへの原料装入方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒度偏析の強化により焼結時における原料充
填層の通気性を改善し、高い生産性で焼結鉱を製造す
る。 【構成】 ホッパー１から切り出された焼結原料２を傾
斜シュート４を介して焼結機パレット６上に充填する
際、傾斜シュート４の下位側にスリットバー１０を組み
込むと共に、回転体５を配置する。焼結原料２の細粒区
分２ａは、スリットバー１０の隙間１１を通過し、原料
充填層７の表層部に落下し、転動による分級作用を受け
る。粗粒区分２ｂは、回転体５によってパレット６の走
行方向に分散され、傾斜面７ａを転動する。 【効果】 原料充填層７が均一な焼結反応を受け、高品
質の焼結鉱が得られる。

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
を焼結機パレット上に装入する方法及び装置に関する。

【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】焼結原料２は、回転体
５によって傾斜面７ａの広範囲に分配され、落下地点を
起点として傾斜面７ａを転がり落ちる。傾斜面７ａ上で
の転動に必要な水平方向の力は、回転体５から個々の原
料粒子に効果的に付与される。この転動の過程で焼結原
料２が分級される。また、局部的に多量の焼結原料２が
傾斜面７ａに送り込まれないので、ナダレ現象を引き起
こす局部的な積み重なりを生じない。しかし、回転体５
を使用した場合、原料充填層７の粒度偏析は、個々の原
料粒子が傾斜面７ａ上を転動する力に大きく依存してい
る。そのため、原料充填層７の上層部近傍に落下した焼
結原料２は、回転体５で付与される水平方向の力が小さ
く、傾斜面７ａ上を十分に転動することなく滞留するば
あいがある。その結果、原料充填層７の上層部に、必要
とする粒度分布が得られにくくなる。

【０００７】原料充填層７の上層部は、細粒原料の偏析
により通気抵抗の増大やコークス等の燃料の濃化を図
り、焼結反応に必要な熱量を補償する上で重要な部分で
ある。原料充填層７の表層に点火炉９で点火された後、
焼結反応が開始する。そのため、上層部の粒度偏析に不
連続性があると、後続する焼結工程での反応が不均一に
なり易く、焼き不足，焼き過ぎ等の欠陥が現れ、焼結鉱
の歩留りを低下させる原因となる。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、特に上層部
における粒度偏析の不連続性を無くすことにより、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方
法は、その目的を達成するため、ホッパーから切り出さ
れた焼結原料を傾斜シュートを介して焼結機パレット上
に充填する際、前記傾斜シュートの下位側に設けたスリ
ットバーの隙間から前記焼結原料の細粒部分を前記パレ
ット上に形成された原料充填層の傾斜面上部に落下さ
せ、前記傾斜シュートの下位側端部近傍に配置した回転
体によって前記焼結原料の残部を分散流として前記パレ
ットに装入することを特徴とする。焼結原料装入装置
は、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り出し機構と、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
トの下位側に設けられ、前記傾斜シュートの幅方向に伸
びる複数のスリットバーと、前記傾斜シュートの下位側
端部近傍に配置された回転体とを備えている。焼結原料
は、細粒区分がスリットバーの隙間から原料充填層上に
落下し、粗粒区分が回転体によって広範囲の分散流とな
って焼結機パレットに装入される。回転体としては、複
数の羽根を放射状に備えたものが好ましい。

【０００９】焼結原料装入装置は、図２（ａ）に示すよ
うに、傾斜シュート４の下位側に複数のスリットバー１
０を組み込んでいる。スリットバー１０は、傾斜シュー
ト４の幅方向に伸び、隣接するスリットバー１０との間
に間隙１１を形成する。傾斜シュート４を滑走してきた
焼結原料２は、一部が間隙１１を通過してパレット６上
に落下し、残部が回転体５の羽根５ａの間に形成された
一次収容部５ｂに収容された後、回転体５によってパレ
ット６に分配される。間隙１１を通過する焼結原料２
は、傾斜シュート４を滑走している原料層の下層に当る
細粒区分２ａである。細粒区分２ａは、隙間１１を通過
した後、図２（ｂ）に示されているように、原料充填層
７の表層部に送り込まれる。細粒区分２ａは、傾斜シュ
ート４を滑走するとき及び間隙１１から落下するときの
運動エネルギーによって、原料充填層７の傾斜面７ａに
沿って暫時転動する。細粒区分２ａは、転動の際に更に
分級作用を受け、上から下に向かって粒径が大きくなる
粒度偏析が付けられる。

【００１０】間隙１１から落下しない焼結原料２の粗粒
区分２ｂは、回転体５によりパレット６の進行方向に関
して上流側の広範囲にわたり、原料充填層７の傾斜面７
ａに分配される。傾斜面７ａに落下した粗粒区分２ｂ
は、落下地点を起点として暫時転動し、分級作用を受け
る。粗粒区分２ｂが広範囲に分配されるため、傾斜面７
ａの傾斜角度が緩やかになり、ナダレ現象の起因となる
局部的な堆積が生じない。具体的には、傾斜面７ａは、
ナダレ現象が発生しない３３〜３５度以下の緩傾斜にな
っている。また、この緩傾斜が維持されるように、回転
体５の回転速度が調節される。パレット６上に形成され
た原料充填層７は、ある程度転動した焼結原料２で構成
され、粒度偏析を不連続にするナダレが回避される。ま
た、図１の場合と比較して、回転体５を経ずに送り込ま
れた細粒区分２ａも分級作用を受けたものであるため、
原料充填層７の表層部も所定の粒度分布をもったものと
なる。

【００１１】スリットバー１０は、細粒区分２ａの滑走
エネルギーを軽減し、比較的小さな落下エネルギーで細
粒区分２ａを原料充填層７の表層部に落下させる作用を
呈する。また、傾斜シュート４の下位側端部４ａに回転
体５を近接配置するとき、原料充填層７の表面から傾斜
シュート４の下位側端部４ａまで高さを大きくとる必要
がなくなり、落下エネルギーが更に小さくなる。その結
果、細粒区分２ａの落下エネルギーによって原料充填層
７の表層部における粒度偏析が崩れることが防止され
る。このように、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。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、焼き不足や焼き過ぎ
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。

【００１２】

【実施例】

実施例１：回転体５としては、取付け外周径３００ｍｍ
及び羽根深さ５０ｍｍの羽根５ａを回転軸５ｃに８枚取
り付けたものを使用した。回転体５と傾斜シュート４と
の位置関係は、傾斜シュート４の下位側端部４ａから水
平方向で１５０ｍｍ及び垂直方向で１５０ｍｍの箇所に
回転体５の中心が位置するように設定した。傾斜シュー
ト４の下位側には、傾斜シュート４の全幅にわたる長さ
３４５ｍｍの開口部を形成し、スリットバー１０として
直径２０ｍｍの鋼製ロッドをピッチ１３ｍｍで開口部に
取り付けた。これにより、隣接するスリットバー１０の
間に、焼結原料２の滑走方向に関して３ｍｍの間隙１１
が１５個形成された。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５を介し焼結機の
パレット６に装入した。回転体５は、モータ駆動により
毎分１２５回転の速度で回転させた。装入された焼結原
料２のほぼ半分は、スリットバー１０の間隙１１を通過
して、原料充填層７の表層部に落下した。残りの焼結原
料は、傾斜シュート４から回転体５上に落下し、回転体
５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】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３に示す。図３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にスリットバー１０及び回転体５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。このことから、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。

【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】スリットバー１０及び回転体５を併用して
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、スリットバー１０及び
回転体５を使用することなく焼結原料２を装入したとき
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、
スリットバー１０及び回転体５を併用した本発明例で
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Ｊ
ＩＳ還元率（ＲＩ）及び低温還元粉化指数（ＲＤＩ）
は、回転体５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
流動通過の途中に回転体を配置し、傾斜シュートを滑走
してきた焼結原料のうち粗粒区分を回転体で一旦受け止
めた後、焼結機パレットに送り込んでいる。回転体を通
過した焼結原料は、パレットの走行方向及び幅方向に広
がる。そのため、広い範囲にわたって平均化された流量
分布で焼結原料が装入され、ナダレ現象の原因となる狭
い範囲に集中した焼結原料の落下が防止される。また、
傾斜シュートの表面近傍を滑走した焼結原料の細粒区分
は、スリットバーの隙間を経て原料充填層の表層部に落
下し、転動による分級作用を受ける。したがって、パレ
ット上に形成された原料充填層は、上層部から下層部に
かけて連続的に粒径が大きくなる粒度偏析が付けられ、
焼結時に優れた通気性を呈する。その結果、焼結時間の
短縮が可能となり、高い生産性で焼結鉱が製造される。

【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】 スリットバー及び回転体を併用した焼結原料
装入装置

【図３】 スリットバー及び回転体の併用が偏析強化に
与える影響を示したグラフ

【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 ３：ドラムフィーダ（定量切り出し
機構） ４：傾斜シュート ４ａ：傾斜シュートの
下位側端部 ５：回転体 ６：パレット ７：原
料充填層 ７ａ：傾斜面 １０：スリットバー
１１：スリットバーの間隙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホッパーから切り出された焼結原料を傾
   斜シュートを介して焼結機パレット上に充填する際、前
   記傾斜シュートの下位側に設けたスリットバーの隙間か
   ら前記焼結原料の細粒部分を前記パレット上に形成され
   た原料充填層の傾斜面上部に落下させ、前記傾斜シュー
   トの下位側端部近傍に配置した回転体によって前記焼結
   原料の残部を分散流として前記パレットに装入すること
   を特徴とする焼結原料装入方法。
2. 【請求項２】 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り出し機構と、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設けられ、前記傾斜シュートの
   幅方向に伸びる複数のスリットバーと、前記傾斜シュー
   トの下位側端部近傍に配置された回転体とを備え、前記
   焼結原料の細粒区分は、前記スリットバーの隙間から原
   料充填層の上に落下することを特徴とする焼結原料装入
   装置。