JPH08143981A

JPH08143981A - 焼結操業方法

Info

Publication number: JPH08143981A
Application number: JP31260894A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Shimakawa; 義明島川; Akikazu Nakasaki; 昭和中崎
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-11-21
Filing date: 1994-11-21
Publication date: 1996-06-04

Abstract

(57)【要約】【目的】焼結反応の焼結完了点を正確に把握し、これ
に基づいて焼結機中に装入される焼結鉱原料自体の性状
を制御することにより、成品歩留の高い焼結鉱の焼結操
業方法を提供する。【構成】ドラムミキサー１８により造粒された焼結鉱
原料１６を、焼結機２０のパレット１９上に装入して、
焼結層１２を形成させて焼結する焼結操業方法におい
て、焼結機２０の排鉱部１３から排出される焼結層１２
の温度分布を測定して、温度が１１００℃以下である部
分の面積比率を９０％以上とするように、ドラムミキサ
ー１８へ添加する注水量、生石灰量、または粉コークス
量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高炉に装入して使用され
る焼結鉱の焼結操業方法に関し、さらに詳しくは、歩留
低下の要因となる焼結機排鉱部焼結層中の未焼結層を減
少させて成品歩留を大幅に向上することのできる焼結操
業方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】焼結鉱原料は焼結機中での焼結反応によ
り、溶融状態を経て焼結機の末端の排鉱部から排出され
るが、この際、焼結反応が完了していない赤熱帯が焼結
層中に残留しており、この赤熱帯の残留比率が高いまま
に排出された焼結鉱は粒度の細かい粉状物の比率が高く
なって、焼結鉱の成品歩留が低下する。

【０００３】このため、前記焼結層中の赤熱帯の残留比
率を減少させるために、例えば、特開平４−１９３９１
５号公報には、焼結鉱原料の装入口にパレット幅方向に
分割された昇降可能な通気棒を設け、排鉱部に設けたモ
ニタで焼結機から排出される焼結層の断面を撮影して赤
熱比を計算し、その赤熱比を予め定めてある目標赤熱比
となるように前記通気棒の深度を調整する技術が示され
ている。また、特開平１−１９１７５１号公報には、原
料装入部で幅方向に多分割ゲートを設け、排鉱部におけ
る赤熱層の厚さの偏差が少なくなるように、前記多分割
ゲートを制御する技術が示され、特開昭５９−６６６８
５号公報には、画像計測器により、焼結層面の明部と暗
部との境界位置を検出して演算を行う監視装置の技術が
示され、また、特開昭５８−１２６９３５号公報には、
ＩＴＶ装置で焼結層の照度を検出して、画像分析装置に
より、赤熱部の比率を計算してこれに基づいて通気量調
整装置を作動させて焼結鉱原料の装入口の充填密度を調
整する技術が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
技術はいずれも焼結層縦断面における単なる明暗の差で
赤熱帯と暗部とを判別して、その赤熱帯の面積比率等で
焼結完了点を判定しているが、前記赤熱帯には既に焼結
反応の完了した１１００℃〜８００℃間の領域が含まれ
ているために、焼結反応の完了点を正確に把握すること
が困難である。従って、この不正確なデータに基づい
て、機械的な手段によって焼結層の性状を変化させるた
めに、成品歩留のばらつきや低下に結びつく場合が多か
った。また、特開平４−１９３９１５号公報、特開平１
−１９１７５１号公報、特開昭５８−１２６９３５号公
報に示されている、通気棒、多分割ゲートあるいは通気
量調整装置等を機械的に作動させて、赤熱帯の厚さを制
御する方法では、変化させた作動量に対応する赤熱帯の
厚みの変化量が微少すぎて、実際の赤熱帯の厚みの制御
は極めて困難であり、しかもこのように赤熱帯を制御し
たにも関わらず、成品歩留のばらつきは大きくなるとい
う問題点があった。本発明は、このような事情に鑑みて
なされたもので、焼結反応の焼結完了点を正確に把握
し、これに基づいて焼結機中に装入される焼結鉱原料自
体の性状を制御することにより、成品歩留の高い焼結鉱
の焼結操業方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の焼結操業方法は、ドラムミキサーにより造粒され
た焼結鉱原料を、焼結機のパレット上に装入して焼結層
を形成させて焼結する焼結操業方法において、前記焼結
機の排鉱部から排出される前記焼結層の温度分布を測定
して、温度が１１００℃以下の部分の面積比率を９０％
以上とするように、前記ドラムミキサーへ添加する注水
量、生石灰量、または粉コークス量を制御するように構
成されている。

【０００６】ここで、ドラムミキサーは回転するドラム
の中で焼結鉱原料を撹拌混合しながら必要な粒度の造粒
された焼結鉱原料を得るための装置である。温度が１１
００℃以下となる部分の面積は、排鉱部における焼結層
の層断面の温度分布を放射温度計等によって測定し、画
像解析等の方法により算出する。前記温度の測定は焼結
層中の各点での温度値が与えられるものならば、前記放
射温度計の他に、例えば、熱電対等を採用してもよい。
ドラムミキサーに添加する注水量、生石灰量、または粉
コークス量の制御は、予め測定してある前記各量と、排
鉱部焼結層における温度が１１００℃以下の部分の面積
比率との関係によって、各量を調整することにより行
う。また粉コークスとは粒径を５ｍｍ以下に粉砕したコ
ークス原料をいうものとする。

【０００７】

【作用】高炉に装入される焼結鉱の原料となる焼結鉱原
料は、鉄鉱石、石灰石、コークス及び生石灰等を含有す
る。焼結鉱は、これらの焼結鉱原料をそれぞれ粒度調整
した後、秤量混合し、ドラムミキサーで造粒処理され、
焼結機中で焼結させて製造される。そして前記焼結鉱
は、高炉内での還元反応を良好に維持するために必要な
強度と粒度を持たせることが重要となる。通常、焼結鉱
の粒度は２ｍｍ以上が必要となるが、焼結反応において
は、焼結が完了しないままで排出される焼結鉱があるた
めに、これが粒径２ｍｍ未満の粉状物となって使用でき
ないために、焼結鉱の成品歩留が低下する要因となって
いる。

【０００８】本発明者等は、焼結機から排出される直前
における焼結層中の温度を測定することにより、焼結完
了点を正確に把握し、このデータに基づいて装入される
焼結鉱原料の通気特性等の調整を行えば、焼結鉱の成品
歩留の変動を抑えて、生産性を向上できるという知見に
基づいて本発明を完成させるに至ったものである。本発
明者等が実際に焼結機排鉱部における焼結層の温度を測
定してみると、いわゆる輝度の高い赤熱帯の温度は、８
００℃〜１４５０℃もの広範囲な領域に分布しているこ
とが分かった。一方、焼結完了点は焼結層が最高温度に
昇温後、温度降下域に入り焼結層の凝固が完了する温度
であり、その温度は約１１００℃である。従って、単に
輝度の高い赤熱帯によって焼結完了点を判定した場合に
は、前記赤熱帯には既に焼結反応の完了した１１００℃
〜８００℃間の領域が含まれているために、焼結反応の
完了点を正確に把握することができない。従って、請求
項１記載の焼結操業方法においては、放射温度計等によ
り、排鉱部における焼結層の表層から下層に至る断面の
温度を正確に測定して、焼結完了点である１１００℃以
下となる焼結層の面積比率が全焼結層の９０％以上にな
るように、焼結機中に装入される焼結鉱原料の特性を制
御する。ここで、上述の判定において、焼結層縦断面の
９０％以上の面積比率としたのは、９０％未満である
と、図２に示されるように焼結鉱の成品歩留が著しく低
下する他、焼結鉱成品の品質（強度）が低下する等の理
由による。また、本発明においては、焼結完了点である
１１００℃以下の部分の面積を制御するものであるか
ら、前記面積の上限は１００％であり、このような状態
での歩留は８３％以上を安定して達成できる。

【０００９】焼結機中における焼結反応は、点火炉で点
火された焼結層中の焼結鉱原料が次第に溶融しながら焼
結反応が進行し、最終的に凝固して完了するが、この焼
結反応は焼結層の上部より送入される空気によりコーク
スが酸化燃焼することにより起こる。そこで、焼結層の
通気特性が不均一であると、この空気の焼結層への吸入
に不均一性が生じて排鉱部における焼結層の温度分布の
差となって現れる。請求項１記載の焼結操業方法におい
ては、焼結鉱原料の通気特性を焼結鉱原料の造粒を行う
ドラムミキサーでの添加注水量、生石灰量、または粉コ
ークス量等の条件を変化させて焼結層の通気特性を調整
して、排鉱部焼結層の温度分布の制御を行う。従って、
焼結反応の正確なデータに基づく制御であるため、この
ように制御された条件における焼結鉱の成品歩留は、変
動が少なく、かつ高水準を維持することができる。

【００１０】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係る焼結操業方
法を適用した装置の概略説明図、図２は排鉱部焼結層の
１１００℃以下の部分の面積比率と焼結鉱成品歩留との
関係を示す図、図３はドラムミキサーに添加する注水量
と排鉱部焼結層の１１００℃以下の部分の面積比率との
関係を示した図、図４は生石灰量と排鉱部焼結層の１１
００℃以下の部分の面積比率との関係を示した図、図５
は粉コークス量と排鉱部焼結層の１１００℃以下の部分
の面積比率との関係を示した図である。

【００１１】図１に示す焼結鉱の操業方法を適用した装
置の概要を説明すると、該装置は、原料ホッパー１０、
ドラムミキサー１８、装入ホッパー１１、焼結機２０中
の焼結パレット１９及び放射温度計１４とにより、大き
く構成されている。ここで、焼結鉱の原料となる生石
灰、粉コークス、鉄鉱石及びその他の副原料をそれぞれ
貯蔵した原料ホッパー１０が配置されており、これら原
料ホッパー１０の下部に設けられた原料供給口には前記
原料の供給量を制御するための原料切り出し装置２２が
取り付けられている。そして前記原料切り出し装置２２
は、演算器１５からの信号によってベルトコンベア２１
への原料供給量が制御されるように構成されている。

【００１２】ドラムミキサー１８は内径４ｍ、長さ２０
ｍの傾斜させた鋼製円筒からなり、最大６回／分の速度
で該円筒を回転させて、前記の各原料を回転混合させる
と同時にドラムミキサー１８内の上部から吹き出される
水によって、配合調整された原料の造粒を行うようにな
っている。また、ドラムミキサー１８内への注水量は流
量制御弁２３によって制御され、この流量制御弁２３へ
の制御信号は演算器１５より送られるよう構成されてい
る。ドラムミキサー１８内で造粒された原料はベルトコ
ンベア２１ａを介して、装入ホッパー１１内に供給され
た後、装入ホッパー１１の下部に設けた原料切り出し装
置２２ａを介して、パレット１９上に装入される。そし
て焼結機２０において焼結処理が行われる。ここで、焼
結機２０は、焼結点火温度１０００℃、有効機長１２０
ｍ、パレット幅４ｍ、パレット移送速度３．０ｍ／分、
パレット１９上の焼結層１２の厚み５５０ｍｍのＤＬ式
焼結機を使用した。そして焼結された原料が排出される
排鉱部１３を臨む、焼結機２０の端末部分には、放射温
度計１４が取り付けられており、排鉱部１３の焼結層１
２の全断面積の温度分布を測定できるように配置されて
いる。そして、放射温度計１４からの温度データは、焼
結機２０の外部に設けられた演算器１５に取り込まれ、
演算器１５内で画像解析等のデータ処理が行われ、予め
組み込まれてあるプログラムに従って、必要な制御信号
をドラムミキサー１８内への注水量を制御する流量制御
弁２３及び原料切り出し装置２２に送る様に構成されて
いる。

【００１３】以上の様に構成された焼結装置において、
各原料ホッパー１０に装入された焼結鉱原料１６をベル
トコンベア２１上に原料切り出し量を調整して、鉄鉱石
量８０Wt％、生石灰量３Wt％、粉コークス量４Wt％、石
灰石量１３Wt％となるようにして、ドラムミキサー１８
内に１３ｔ／分の装入速度で装入した。ここで、ドラム
ミキサー１８の回転速度は６回／分で、スプレーノズル
１７からの注水量は７ｋｇ／ｔとした。そして、ドラム
ミキサー１８によって粒径約２．８ｍｍに造粒した焼結
鉱原料１６を装入ホッパー１１を介してパレット１９上
に装入した。このようにして、排鉱部１３における焼結
層１２の温度分布を放射温度計１４によって測定したと
ころ、温度が１１００℃以下の部分の面積比率は７０％
であった。そして、上記の操業条件における成品歩留は
８０％と低率であり、生産性は３１ｔ／（ｄ・ｍ²）、
焼結鉱強度は９０％、粉コークス原単位は４８ｋｇ／ｔ
であった。ここで焼結鉱強度は、所定粒度の焼結鉱を所
定距離から鉄板上に自由落下させたときに、破壊しない
で残る焼結鉱の比率で表示したものである。そこで、実
際に操業を行って予め求めてある図３、図４、図５に示
す１１００℃以下の面積比率と各制御要素との関係によ
って、面積比率が最大となるようにして、ドラムミキサ
ー１８内への注水量を１０〜１４ｋｇ／ｔ、生石灰量を
１．８〜２．３Wt％、粉コークス量を４．３〜４．６Wt
％の範囲で調整して、粒径約２．８〜３．２ｍｍに造粒
した焼結鉱原料を焼結することにより、前記面積比率を
９０％に保持して操業を行った。このようにして得られ
た成品歩留は８４％であり、生産性は３２ｔ／（ｄ・ｍ
²）、焼結鉱強度は９２％、粉コークス原単位は４６ｋ
ｇ／ｔとなって、いずれも１１００℃以下の部分の面積
比率が７０％であった操業と較べて優れた結果が得ら
れ、１１００℃以下の部分の面積比率を９０％以上とな
るように調整することによって、成品歩留の変動を抑制
することができた。以上の説明においては、排鉱部にお
ける焼結層の１１００℃以下の面積比率と各制御要素と
の関係によって、手動で制御を行ったが、この制御を演
算器中に予め設定してあるプログラムに従って実行させ
ることも可能である。

【００１４】

【発明の効果】請求項１記載の焼結操業方法において
は、焼結反応の焼結完了点を正確に把握し、これに基づ
いて焼結機中に装入される焼結鉱原料自体の性状を制御
することにより、成品歩留の変動を少なくして成品歩留
の高い焼結鉱の焼結が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る焼結操業方法を適用し
た装置の概略説明図である。

【図２】排鉱部焼結層の１１００℃以下の部分の面積比
率と焼結鉱成品歩留との関係を示す図である。

【図３】ドラムミキサーに添加する注水量と排鉱部焼結
層の１１００℃以下の部分の面積比率との関係を示した
図である。

【図４】生石灰量と排鉱部焼結層の１１００℃以下の部
分の面積比率との関係を示した図である。

【図５】粉コークス量と排鉱部焼結層の１１００℃以下
の部分の面積比率との関係を示した図である。

【符号の説明】

１０原料ホッパー１１装入ホッパー１２焼結層１３排鉱部１４放射温度計１５演算器１６焼結鉱原料１７スプレーノズル１８ドラムミキサー１９パレット２０焼結機２１ベルトコンベア２１ａベルトコンベア２２原料切り出し装置２２ａ原料切り出し装置２３流量制御弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ドラムミキサーにより造粒された焼結鉱
原料を、焼結機のパレット上に装入して焼結層を形成さ
せて焼結する焼結操業方法において、前記ドラムミキサーへ添加する注水量、生石灰量、また
は粉コークス量を制御して、前記焼結機の排鉱部から排
出される前記焼結層の温度分布を測定し、温度が１１０
０℃以下である部分の面積比率を９０％以上としたこと
を特徴とする焼結操業方法。