JPH10298670A - 焼結鉱の製造方法 - Google Patents

焼結鉱の製造方法

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JPH10298670A
JPH10298670A JP11748197A JP11748197A JPH10298670A JP H10298670 A JPH10298670 A JP H10298670A JP 11748197 A JP11748197 A JP 11748197A JP 11748197 A JP11748197 A JP 11748197A JP H10298670 A JPH10298670 A JP H10298670A
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JP
Japan
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anthracite
sintering
raw material
particle size
blended
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JP11748197A
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Yozo Hosoya
陽三 細谷
Jun Okazaki
潤 岡崎
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉コークスと無煙炭を焼結原料に配合し、配
合原料全体を混合・造粒してから焼成する焼結鉱の製造
方法において、成品歩留を向上させ、NOx排出を抑制
する。 【解決手段】 粉コークスを粗粉砕して0超〜5.0m
mが80wt%以上の粒度とし、無煙炭を微粉砕して0
超〜2.0mmが80wt%以上の粒度に調整して焼結
原料中に配合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉コークスと無煙
炭を焼結原料に配合し、配合原料全体を混合・造粒して
から焼結機で焼成する焼結鉱の製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来から、焼結鉱の製造では、焼結原料
に熱源として粉コークス、安価で低窒素含有量の無煙炭
を配合して混合し、造粒機で造粒したのち焼結機に装入
し、点火炉で焼結ベッド表層部の粉コークスや無煙炭に
着火し、焼結層の通気性を良好に保ちながら下方から吸
引して焼結操業をしている。そして、焼結鉱の品質を向
上させるために、通気性に悪影響を及ぼす粉コークスや
無煙炭の0.5mm以下を少なくする粒度調整が実施さ
れてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの手段
では焼結層の通気性は改善できるが、燃焼性の劣る無煙
炭に対しては粒度が粗くなってしまい、むしろ無煙炭の
燃焼速度が低下して焼結層内の温度低下を招き、成品歩
留を低下させて結果的に生産率も低下させる問題点があ
った。さらに、低N含有量の無煙炭を使用しているにも
かかわらず焼結層内の温度が低下するのでコークスと無
煙炭のNOx転換率が悪化し、低N含有量の無煙炭の使
用によるNOx発生抑制効果を十分に発揮できない欠点
があった。
【0004】特開昭62−220590号公報には、粒
径0.25mm以下の部分を50重量%以上含む微粉コ
ークス100部に対して粒径5mm以下の部分を70%
以上含む石炭を10〜70部の割合で配合し、得られた
混合物にセメント、高炉水砕微粉末等の水硬性結合剤を
3%以下添加し、造粒、養生して目的の粒状燃料を得る
方法が記載されている。この方法は粉コークスの燃焼性
改善には効果があるが、燃焼性の劣る石炭(無煙炭)の
粒度が造粒により粗くなるため、石炭の燃焼速度は逆に
低下して層内温度を低下させ、成品歩留を低下させてN
Ox排出量の抑制効果も少なくなる欠点があった。
【0005】本発明は、粉コークスと無煙炭を同時に焼
結配合原料の燃料として使用する場合に、成品歩留を向
上させてNOx排出量を大幅に抑制する焼結鉱の製造方
法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、焼結原料に配合する粉コークスと無煙炭の
粒度分布を焼成前に調整または造粒することにより、粉
コークスと無煙炭の燃焼速度をほぼ同じにして焼結層内
の最高温度を上昇させ、成品歩留を向上させてNOx排
出量を大幅に抑制する。即ち、本発明の要旨は以下の
〜の通りである。
【0007】 焼結原料に粉コークスおよび無煙炭を
配合した後、混合・造粒し、焼結機に装入して焼成する
焼結鉱の製造方法において、粉コークスを粗粉砕して0
超〜5.0mmが80wt%以上の粒度とし、無煙炭を
微粉砕して0超〜2.0mmが80wt%以上の粒度に
調整して焼結原料中に配合することを特徴とする焼結鉱
の製造方法。
【0008】 焼結原料に粉コークスおよび無煙炭を
配合した後、混合・造粒し、焼結機に装入して焼成する
焼結鉱の製造方法において、粉コークスの粒度を0超〜
1.0mmが30〜55wt%、1.0〜2.0mmが
10〜60wt%、2.0〜10.0mmが0超〜35
wt%に調整または造粒して焼結原料中に配合し、無煙
炭の粒度を0超〜1.0mmが55〜70wt%、1.
0〜2.0mmが0超〜30wt%、2.0〜10.0
mmが0超〜30wt%に調整または造粒して焼結原料
中に配合することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【0009】 無煙炭平均粒度/粉コークス平均粒度
の比を0.45〜0.90に調整または造粒して焼結原
料中に配合することを特徴とする前記またはの焼結
鉱の製造方法。
【0010】 配合原料全体を混合・造粒した後、偏
析装入装置を介して焼結機に装入することを特徴とする
前記の焼結鉱の製造方法。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明は、粉コークスの0超〜
1.0mmの微粉量を少なくし、1〜5mmの粗粒の粒
度を増やして粉コークスの燃焼性を向上させる一方、無
煙炭については、逆に0超〜1.0mmの微粉量を増加
させ、1〜5mmの粗粒の粒度を減少させて燃焼性を向
上させる方法である。
【0012】表1に、熱天秤に空気を流して燃焼試験を
行った、粉コークス、無煙炭の1000℃における燃焼
速度の測定結果例を示す。なお、1000℃までは窒素
ガス(不活性ガス)を流して昇温した。粉コークスにつ
いては、1.0〜2.0mm、2.0〜5.0mmの方
が0超〜1.0mmより燃焼速度が速いことが分かる。
一方、無煙炭については逆で、0超〜1.0mmの燃焼
速度が最も速く、1.0〜2.0mm、2.0〜5.0
mmになるにつれて燃焼速度が低下する結果を得た。石
炭の一種である無煙炭の気孔量は、表2に水銀圧入ポロ
シメーターによる測定結果を示すように粉コークスの気
孔量の1/3以下であり、また表2に示すように無煙炭
の灰分量は粉コークスの灰分量の1.5倍以上もある。
このように気孔量が少なくて灰分量が多いため、粉コー
クスと違い無煙炭の燃焼性は微粉になるほど向上すると
考えられる。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】この粉コークス微粉の0超〜1.0mmを
減少させることと、無煙炭微粉の0超〜1.0mmを増
加させることとを組み合わせると、従来と違い表1に示
すように粉コークスと無煙炭の燃焼速度が一致するよう
になるので、焼結層内の最高温度が上昇するようにな
る。層内最高温度の上昇は、融液生成量を増やして焼結
鉱の成品歩留を向上し、さらに粉コークスと無煙炭に含
まれているNがFuelNOx(FuelNOxはTh
ermalNOxと違い、高温になるほどNOx発生が
抑制される)に転換する割合(NOx転換率)を低下さ
せる。
【0016】本発明法では、粉コークスを粗粉砕して0
超〜5.0mmが80wt%以上の粒度とすることと、
無煙炭を微粉砕して0超〜2.0mmが80wt%以上
の粒度とすることを組み合わせる。粉コークスをロッド
ミル等の粉砕機で5mm以下が80%以上となるように
粗粉砕すると、一般に0超〜1.0mmに対する1.0
〜5.0mmが相対的に大きくなった粒度分布を示す。
これに対し、無煙炭をロッドミル等の粉砕機で2mm以
下が80%以上となるように微粉砕すると、一般に1.
0〜2.0mmに対する0超〜1.0mmが相対的に大
きくなった粒度分布を示す。したがって、両者を組み合
わせると前述のように粉コークスと無煙炭の燃焼速度が
接近し、成品歩留向上とNOx発生量低減効果を発現す
る。
【0017】さらに、粉コークスの粒度を0超〜1.0
mmが30〜55wt%、1.0〜2.0mmが10〜
60wt%、2.0〜10.0mmが0超〜35wt%
とし、無煙炭の粒度を0超〜1.0mmが55〜70w
t%、1.0〜2.0mmが0超〜30wt%、2.0
〜10.0mmが0超〜30wt%とするのは、以下の
理由による。
【0018】まず、事前に実施した鍋試験結果で上記の
粉コークスの粒度範囲が成品歩留向上とNOx発生量低
減に最適であることを確認した。
【0019】粉コークスの0超〜1.0mmを30〜5
5wt%とするのは以下の理由による。通常の焼結機で
は、焼結ベッドの上層部には0超〜1.0mmの粉コー
クスが多くなり、ベッド中・下層部には1.0mm以上
の粉コークスが多くなる傾向があるので、粉コークスの
0超〜1.0mmが30wt%未満では、ベッド上層部
のコークス配合比が低下して上層部の成品歩留が悪化す
る傾向が見られる。一方、その粒度が55wt%超にな
ると、逆に焼結ベッドの通気性が悪化して生産性が低下
する現象が顕著になる。
【0020】粉コークスの1.0〜2.0mmを10〜
60wt%とするのは、10wt%以上から粉コークス
の燃焼速度の増加が顕著になるが、60wt%を超える
と効果が頭打ちになるからである。
【0021】粉コークスの2.0〜10.0mmを0超
〜35wt%とするのは、35wt%超になると成品歩
留低下が見られ始めるからである。
【0022】上記粉コークス粒度の最適範囲内では、無
煙炭の0超〜1.0mmが55wt%以上になると効果
が出始め、70wt%超になると逆に焼結ベッドの通気
性悪化による成品歩留低下、生産率低下の悪影響が見ら
れ始める。
【0023】無煙炭の1.0〜2.0mmを0超〜30
wt%とするのは、30wt%を超えると無煙炭の燃焼
速度の低下が顕著になり始めるからである。
【0024】無煙炭の2.0〜10.0mmを0超〜3
0wt%とするのは、30wt%を超えると無煙炭の燃
焼速度の低下が顕著になり始めるからである。
【0025】無煙炭平均粒度/粉コークス平均粒度の比
を0.45〜0.90に調整するのは以下の理由によ
る。粒度毎(10mm以上、10〜5mm、5〜2m
m、2〜1mm、1〜0.5mm、0.5〜0.25m
m、0.25〜0.125mm、0.125〜0.06
2mm、0.062mm以下)の重量割合から加重平均
で計算する平均粒度で評価すると、前記の粉コークス・
無煙炭の最適粒度範囲内では、無煙炭平均粒度/粉コー
クス平均粒度の比が0.90以下になると成品歩留向上
とNOx発生量抑制の効果が顕著になり始め、この比が
低くなるにつれてNOx発生量抑制の効果はより大きく
なる結果を得た。しかし、この比が0.45未満になる
と焼結ベッドの通気性が低下し、成品歩留が逆に悪化す
る現象が顕著になり、NOx発生量抑制の効果も頭打ち
になる。
【0026】さらに、粉コークスと無煙炭の粒度を調整
し、配合原料全体を混合・造粒した後、偏析装入装置を
介して焼結機に装入すれば、焼結ベッドの上層部には粉
コークスの0超〜1.0mmに加えて無煙炭の0超〜
1.0mmがより多く集まるようになるので、焼結ベッ
ドの通気性が一定の条件では、ベッド上層部の層内温度
が上昇して上層部の成分歩留がより向上し、NOx排出
量も同時により抑制されるため特に好ましい。
【0027】
【実施例】表3に鍋試験に使用した配合原料の配合割
合、表4に鍋試験に使用した粉コークスと無煙炭の粒度
分布を示した。すべての試験における鍋試験装置への焼
結原料の装入は、粒度を層高方向に小さくなるように連
続して偏析させる装入装置(藤本政美ら:材料とプロセ
ス,1(1988),p.37〜39)を用いて行っ
た。なお、鍋試験結果と実機操業結果の対応があること
を各種試験ですでに確認している。
【0028】
【表3】
【0029】
【表4】
【0030】比較例に対して、実施例1から実施例3に
なるほど無煙炭の2mm以上を少なくして1mm以下を
増加させ、平均粒度を小さくした。粉コークスの粒度は
篩い分け法で調整し、無煙炭については、一度破砕した
のち篩い分け法で粒度を調整した。無煙炭平均粒度/粉
コークス平均粒度の比は、実施例1が0.78、実施例
2が0.57、実施例3が0.50、比較例が1.0で
あった。
【0031】図1に、鍋試験結果の生産率、成品歩留、
TI(冷間強度、JISM8712により測定)、RD
I(低温還元粉化指数、製銑部会法)、JIS還元率
(JISM8713)、NOx排出量原単位を示す。
【0032】図2には、焼結過程のヒートパターン測定
結果例を示した。本発明法では、焼結層内のヒートパタ
ーンの上層から下層にかけての最高温度が上昇して90
0℃以上の高温保持時間も均一化する傾向が見られ、こ
れが成品歩留向上とNOx発生量抑制を同時にもたらす
ことが分かった。
【0033】図3には、焼結ベッド層高方向のカーボン
割合を示す。本発明法の方が上層部のカーボン割合が増
えており、粒度の細かい無煙炭が上層部に多く偏析した
効果が出ていると考えられる。
【0034】実施例では、焼結ベッドの成品歩留が向上
し、生産率が向上した。また、焼結層内の最高温度が上
昇して融液量が増えるので、成品歩留とTI、RDIが
向上し、焼結層内の温度分布がベッド上、中、下層で均
一化され、さらに焼結鉱組織にはミクロ気孔が増加して
均一に分散されるので、JIS還元率も向上した。さら
に、焼結層内の最高温度が上昇するので、FuelNO
xの発生量が抑制された。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、焼結鉱の成品歩留を向
上させることができ、NOx排出量を抑制することがで
きる。また、焼結機排ガスのNOx排出量を一定にしな
がら、焼結鉱生産量を増加することも可能になる。その
上、焼結鉱の被還元性状を大幅に向上するので、高炉安
定操業に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】焼結鉱の鍋試験結果を示す図である。
【図2】焼結層内のヒートパターン測定結果の例を示す
図である。
【図3】実焼結機の焼結ベッド層高方向のカーボン割合
を示す図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼結原料に粉コークスおよび無煙炭を配
    合した後、混合・造粒し、焼結機に装入して焼成する焼
    結鉱の製造方法において、粉コークスを粗粉砕して0超
    〜5.0mmが80wt%以上の粒度とし、無煙炭を微
    粉砕して0超〜2.0mmが80wt%以上の粒度に調
    整して焼結原料中に配合することを特徴とする焼結鉱の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 焼結原料に粉コークスおよび無煙炭を配
    合した後、混合・造粒し、焼結機に装入して焼成する焼
    結鉱の製造方法において、粉コークスの粒度を0超〜
    1.0mmが30〜55wt%、1.0〜2.0mmが
    10〜60wt%、2.0〜10.0mmが0超〜35
    wt%に調整または造粒して焼結原料中に配合し、無煙
    炭の粒度を0超〜1.0mmが55〜70wt%、1.
    0〜2.0mmが0超〜30wt%、2.0〜10.0
    mmが0超〜30wt%に調整または造粒して焼結原料
    中に配合することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
  3. 【請求項3】 無煙炭平均粒度/粉コークス平均粒度の
    比を0.45〜0.90に調整または造粒して焼結原料
    中に配合することを特徴とする請求項1または2記載の
    焼結鉱の製造方法。
  4. 【請求項4】 配合原料全体を混合・造粒した後、偏析
    装入装置を介して焼結機に装入することを特徴とする請
    求項3記載の焼結鉱の製造方法。
JP11748197A 1997-04-22 1997-04-22 焼結鉱の製造方法 Pending JPH10298670A (ja)

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