JPH11325740A - グレートキルン方式鉄鉱石ペレット焼成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生ペレットを連続移動火格子で予熱室長手方
向に移動させながら加熱用ガスの下向通風によって予熱
する予熱室に、前記加熱用ガスとしてロータリキルンか
ら送り込まれたキルン燃焼廃ガスを昇温させる手段を備
えたグレートキルン方式鉄鉱石ペレット焼成装置におい
て、予熱室天井壁などに石炭アッシュ等の付着物を発生
させることがなく、また、予熱室において予熱室幅方向
における加熱用ガスの温度差をほぼなくすことができる
とともに、予熱室長手方向においても最適加熱パターン
を実現することができること。 【解決手段】 前記手段として、予熱室５の両方の長手
方向壁5a，5bそれぞれに、予熱室５内へ燃料を吹き込み
燃焼させる複数本のバーナを、長手方向壁の高さ方向に
おいて連続移動火格子２に近接して位置させ、かつ、予
熱室長手方向に沿って所定の間隔をあけて配置してなる
予熱室バーナ列21Ａ，21Ｂを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生ペレットを焼成
して高炉装入原料である鉄鉱石ペレットをつくるグレー
トキルン方式（grate kiln system ）の鉄鉱石ペレット
焼成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄鉱石ペレットをつくる焼成工程は、乾
燥、予熱、焼成及び冷却の各工程からなり、この焼成工
程の実施に用いられるグレートキルン方式鉄鉱石ペレッ
ト焼成装置（以下、単にグレートキルン方式焼成装置と
いう）として、従来、図８の縦断面図に示すようなもの
が知られている。同図に示すように、このグレートキル
ン方式焼成装置は、トラベリンググレート炉１、キルン
燃焼廃ガス昇温手段としての予熱室バーナ８、ロータリ
キルン９及びアンニュラクーラ１１を備えている。

【０００３】トラベリンググレート炉１は、無端状をな
す連続移動火格子２により該火格子２のパレット上に敷
かれた生ペレットGPを、乾燥室３、離水室４、予熱室５
の順に各室の長手方向に移動させつつ、後述する加熱用
ガスの下向通風によって乾燥・予熱するものである。な
お、離水室４は鉱石中に化合水を含む場合に設置され
る。

【０００４】６は予熱室用風箱群である。連続移動火格
子２の下方空間はペレット移動方向に沿って複数個の部
屋に仕切られており、これらの部屋が風箱と呼ばれてい
る。つまり、予熱室用風箱群６は複数個の風箱よりなる
ものであり、予熱室５に対してその長手方向（ペレット
移動方向）に沿って一列に例えば９個の風箱が並設され
ている。７Ａは予熱室用吸引ファンで、吸引風量（下向
通風量）調整用のファンダンパ（図示省略）を有し、後
述のロータリキルン９からのペレット焼成用に使用され
た高温のキルン燃焼廃ガスを加熱用ガスとして予熱室５
内に導き、該加熱用ガスを火格子２のパレット上のペレ
ット層、風箱群６を通して下向きに吸引し、次の離水室
４内へ送り出すものである。

【０００５】なお、各々の風箱は、予熱室５の長手方向
軸心線（グレート炉軸心線）を境として両側に分岐した
構造となっており（図３参照）、その分岐した一方の側
の部分が個別ダクト、統合用マニホールドを介して一方
の予熱室用吸引ファン７Ａに通じており、同様にして、
他方の側の部分が個別ダクト、統合用マニホールドを介
して他方の図示しない予熱室用吸引ファン７Ｂに通じて
いる（図２参照）。そして、これらの吸引ファン７Ａ，
７Ｂの直前位置に図示しないファンダンパがそれぞれ設
けられている。

【０００６】前記ロータリキルン９は、このグレート炉
１に直結されており、勾配をつけた円筒状回転炉であっ
て、出口側に配設されたキルンバーナ１０による燃焼に
より、グレート炉１の予熱室５から装入された前記乾燥
・予熱されたペレットを焼成する一方、そのペレット焼
成用に使用された高温の燃焼廃ガスを加熱用ガスとして
予熱室５へ送り込むものである。この例では、キルンバ
ーナ１０により微粉炭及びコークス炉ガスを、ロータリ
キルン９内に吹き込み、燃焼用空気とともに燃焼させる
ようにしている。また、アンニュラクーラ１１はロータ
リキルン９からの焼成されたペレットを冷却用ファン１
２による冷風で冷却するもので、ロータリキルン９側の
高温室１１ａと排鉱部に近い側の低温室１１ｂとに分か
れており、高温室１１ａの廃ガスはキルン９に送り込ま
れて、熱回収を行うとともに傾斜しているキルン９内の
長手方向における均熱化を図るようにしている。

【０００７】また、前記予熱室５には、ロータリキルン
９からのキルン燃焼廃ガスを昇温させるためのキルン燃
焼廃ガス昇温手段としての予熱室バーナ８が設けられて
いる。この予熱室バーナ８は、ペレット移動方向と直角
をなす予熱室幅方向に延びる予熱室出口壁５ｃの、予熱
室幅方向における中央位置に設けられ、予熱室５へ燃料
を吹き込む１本のバーナよりなるものである。この例で
は、予熱室５へコークス炉ガスを吹き込み、該コークス
炉ガスをキルン燃焼廃ガス中の残留酸素と燃焼させるよ
うにしている。

【０００８】このように構成されるグレートキルン方式
焼成装置では、前述したように、予熱室出口壁５ｃに単
一の予熱室バーナ８を設置し、予熱室５出口でのペレッ
ト強度が所要値になるようにすべく、予熱室５内に該バ
ーナ８で燃料として本例ではコークス炉ガスを吹き込む
ことで、キルン９からのキルン燃焼廃ガスを昇温させる
ようにしている。こうすることで、操業不安定の原因と
なるロータリキルン９内におけるキルンリング（ペレッ
ト粉化物がキルン内壁レンガ表面に岩状に付着したも
の）の発生を防止するようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし前述した従来の
鉄鉱石ペレット焼成装置では、キルン燃焼廃ガス昇温用
の予熱室バーナ８が、図８に示すように、キルン９から
のキルン燃焼廃ガスが斜め上方へ向かっている流れの中
にそのバーナフレームが位置するように配設されている
ので、該バーナ８のバーナフレームの一部が予熱室５の
天井方向へ向かうため、予熱室５の天井壁や出口壁５ｃ
に、ペレット微粉やキルンバーナ１０で焚く微粉炭中の
石炭アッシュなどが融着し付着するという問題がある。
この付着物が成長すると、これが脱落してグレート炉１
の出口シュートに引っ掛かって大きな設備トラブルが発
生する恐れがあるので、装置を休止させ前記付着物を除
去することが必要となる。

【００１０】また、予熱室幅方向における加熱用ガスの
温度差が大きく、予熱の度合いのばらつきが大きいとい
う問題がある。すなわち、一般に、連続移動火格子２上
に装入された予熱対象ペレットの充填状態や、火格子２
の蛇行状態などにより予熱室５幅方向（火格子２幅方
向）における下向通風量は均一でなく、このため、２台
の予熱室用吸引ファン７Ａ，７Ｂの各ファンダンパの開
度調整を行うことで連続移動火格子２直下の温度が一定
の目標値になるようにしている。ところが、前記従来装
置では、その予熱室バーナ８が分散形熱源でなく１箇所
に配された単一の点熱源であるから、該バーナ８により
キルン燃焼廃ガスの温度を高くした場合、火格子２直下
の予熱室５幅方向における温度差がファンダンパ開度で
は調整できない程度まで大きくなりすぎることがあり、
このときには、キルン燃焼廃ガスの温度を下げて生産量
を減らさざるを得ないという不具合がある。また、予熱
室バーナ８では、予熱室５でのペレット滞留時間とペレ
ット温度との関係（ペレット加熱パターン）を十分に調
整することができないという問題もあった。

【００１１】本発明の目的は、生ペレットを連続移動火
格子で予熱室長手方向に移動させながら加熱用ガスの下
向通風によって予熱する予熱室に、前記加熱用ガスとし
てロータリキルンから送り込まれたキルン燃焼廃ガスを
昇温させる手段を備えたグレートキルン方式鉄鉱石ペレ
ット焼成装置において、予熱室天井壁などに該天井壁過
熱による石炭アッシュ等の付着物をほとんど発生させる
ことなく、予熱室の加熱用ガスを所要温度に昇温でき、
また、予熱室においてペレット移動方向と直角な予熱室
幅方向における加熱用ガスの温度差をほぼなくすことが
できるとともに、予熱室長手方向においても最適加熱パ
ターンを実現することができる、グレートキルン方式鉄
鉱石ペレット焼成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明によるグレートキルン方式鉄鉱石ペレット
焼成装置は、生ペレットを連続移動火格子で乾燥室・予
熱室の順に各室の長手方向に移動させつつ、加熱用ガス
の下向通風によって乾燥・予熱するトラベリンググレー
ト炉と、キルンバーナによる燃焼により、前記グレート
炉から装入された前記乾燥・予熱されたペレットを焼成
する一方、そのペレット焼成用に使用されたキルン燃焼
廃ガスを前記加熱用ガスとして前記予熱室へ送り込むロ
ータリキルンと、前記グレート炉の前記予熱室に設けら
れ、前記ロータリキルンからのキルン燃焼廃ガスを昇温
させるためのキルン燃焼廃ガス昇温手段と、前記ロータ
リキルンからの焼成されたペレットを冷却するアンニュ
ラクーラとを備え、生ペレットを焼成して高炉装入原料
である鉄鉱石ペレットをつくるグレートキルン方式鉄鉱
石ペレット焼成装置において、前記キルン燃焼廃ガス昇
温手段が、前記予熱室の相対向する長手方向壁それぞれ
に、該予熱室内へ燃料を吹き込んでキルン燃焼廃ガス中
の残留酸素と燃焼させる複数本のバーナを、長手方向壁
の高さ方向において前記連続移動火格子に近接して位置
させ、かつ、予熱室長手方向に沿って所定の間隔をあけ
て配置してなるものであることを特徴とする。

【００１３】本発明によるグレートキルン方式焼成装置
では、キルン燃焼廃ガス昇温手段として、予熱室の相対
向する両方の長手方向壁それぞれに、該予熱室内へ燃料
を吹き込んでキルン燃焼廃ガス中の残留酸素と燃焼させ
る複数本のバーナを、長手方向壁の高さ方向において連
続移動火格子に近接して位置させ、かつ、予熱室長手方
向に沿って所定の間隔をあけて配置してなる予熱室バー
ナ列を設けたものであり、該予熱室バーナ列を長手方向
壁の高さ方向において連続移動火格子に近接して位置さ
せたので、予熱室用吸引ファンによる吸引で連続移動火
格子に向かう加熱用ガスの該火格子に対しほぼ下向垂直
となる流れの中に、予熱室バーナ列のバーナフレームが
位置し、これによって予熱室天井壁等に該天井壁過熱に
よる石炭アッシュ等の付着物をほとんど発生させること
なく、予熱室の加熱用ガスを所要温度に昇温できる。こ
の場合、予熱室バーナ列は、高さ方向における連続移動
火格子との距離ｈが予熱室の高さＨ（連続移動火格子と
予熱室天井との距離）の半分以下となるように、連続移
動火格子に近接して位置させることが望ましい。

【００１４】また、両方の予熱室長手方向壁それぞれ
に、ペレット移動路（連続移動火格子）を間にして相対
向する状態で予熱室バーナ列を設けたので、ペレット移
動方向と直角な予熱室幅方向における加熱用ガスの温度
調整は、予熱室を間にしてその両側に配された予熱室用
吸引ファンの各ファンダンパの開度調整に加え、前記２
つの予熱室バーナ列の燃料吹込量を調整することによ
り、容易に行うことができ、予熱室幅方向における加熱
用ガスの温度差をほぼなくすことができる。更に、予熱
室バーナ列が複数本のバーナを予熱室長手方向に沿って
所定の間隔をあけて配置してなるものであるから、各バ
ーナの燃料吹込量を調整することにより予熱室長手方向
においても最適なペレット加熱パターンを実現すること
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一例に
よるグレートキルン方式鉄鉱石ペレット焼成装置を示す
縦断面図、図２は図１に示す焼成装置の要部を示す平面
図、図３は図２中の予熱室を説明するための横断面図で
ある。ここで、本例において、キルン燃焼廃ガス昇温手
段が異なっている点以外は、前記図８に示す従来装置の
構成と同一なので、同一部分には図８と同一の符号を付
して説明を省略し、異なる点について説明する。

【００１６】図１〜図３に示すように、ロータリキルン
９からの燃焼廃ガスを昇温させるためのキルン燃焼廃ガ
ス昇温手段として、予熱室５には、その相対向する両方
の長手方向壁５ａ，５ｂそれぞれに、該予熱室５内へ燃
料（本例ではコークス炉ガス）を吹き込みキルン燃焼廃
ガス中の残留酸素と燃焼させる本例では３本のバーナ
を、長手方向壁５ａ，５ｂの高さ方向において連続移動
火格子２に近接して位置させ、かつ、予熱室５長手方向
に沿って所定間隔をあけて一列に並べて配置してなる予
熱室バーナ列２１Ａ，２１Ｂが設けられている。図２，
図３に示すように、一方のバーナ列２１Ａの各バーナと
他方のバーナ列２１Ｂの各バーナとが、連続移動火格子
２を間にして相対向する状態で設けられている。

【００１７】本例においては、予熱室５はその有効幅Ｗ
が４．７ｍ、長手方向の有効長さＬが２７．４５ｍであ
る。そして、高さ方向における火格子２とバーナ列２１
Ａ，２１Ｂとの距離ｈは、予熱室５の高さＨの約１／３
としている。また、予熱室５に対して予熱室長手方向に
沿って一列に１２番〜２０番の合計９個の風箱からなる
予熱室用風箱群６が並設されており、予熱室バーナ列２
１Ａを構成する３本のバーナは、図４に示すように、予
熱室５入口から１２．２ｍ、２１．３５ｍ、２７．４ｍ
の位置にそれぞれ配設されている。他方のバーナ列２１
Ｂについても同様である。

【００１８】このような構成になるグレートキルン方式
焼成装置では、ロータリキルン９からのキルン燃焼廃ガ
スは吸引ファン７Ａ，７Ｂによってグレート炉１の予熱
室５へ導かれ、予熱室バーナ列２１Ａ，２１Ｂによって
昇温される。この昇温された加熱用ガスは、吸引ファン
７Ａ，７Ｂによって下向きに吸引されて、連続移動火格
子２上の生ペレットを所要温度まで加熱する。このと
き、予熱室バーナ列２１Ａ，２１Ｂのコークス炉ガス吹
込量は、予熱室５の出口でのペレット強度と、連続移動
火格子２の直下での加熱用ガス温度とにより決められ
る。

【００１９】すなわち、火格子２直下の加熱用ガスの温
度については、温度センサで常時検出しており、吸引フ
ァン７Ａ，７Ｂの各ダンパの開度調整を行うことで目標
値となるようにすべく常時調整されている。そして、こ
のダンパ開度による調整範囲を超えた場合、予熱室バー
ナ列２１Ａ，２１Ｂのコークス炉ガス吹込量を調整する
ことで、火格子２直下の加熱用ガス温度を調整制御する
ようになっている。また、該調整制御を常時行うととも
に、バッチ式で実測している予熱室５出口でのペレット
強度が所定値より変動したときには、その強度調整のた
めにバーナ列２１Ａ，２１Ｂのコークス炉ガス吹込量を
調整するようになっている。

【００２０】さて、前記の予熱室バーナ列２１Ａ，２１
Ｂを有する本発明例のグレートキルン方式焼成装置と、
比較のため、前述した予熱室バーナ８を有する図８に示
す従来のグレートキルン方式焼成装置とにおいて、製品
の品質が一定（焼成に寄与する熱量が一定）となるよう
に燃料使用量を表１に示すように設定し、予熱室バーナ
列２１Ａ，２１Ｂで総計６０００Ｎｍ³ ／ｈのコークス
炉ガスを吹き込み、また、従来の予熱室バーナ８で５０
００Ｎｍ³ ／ｈのコークス炉ガスを吹き込み、予熱室５
の天井直下での加熱用ガス温度と、火格子２上のペレッ
ト層の上方１．２ｍでの加熱用ガス温度とを測定した。
なお、予熱室５長手方向における温度測定位置は、風箱
１２番、風箱１７番及び風箱２０番に対応した位置であ
る。

【００２１】

【表１】

【００２２】本発明例の装置での測定結果を図５の
（ａ）に示し、従来装置（比較例）での測定結果を図５
の（ｂ）に示す。結果から分かるように、本発明例のグ
レートキルン方式焼成装置によると、予熱室バーナ列２
１Ａ，２１Ｂを長手方向壁５ａ，５ｂの高さ方向におい
て連続移動火格子に近接して位置させたので、予熱室用
吸引ファン７Ａ，７Ｂによる吸引で連続移動火格子２に
向かう加熱用ガスの該火格子２に対しほぼ下向垂直とな
る流れの中に、バーナ列２１Ａ，２１Ｂのバーナフレー
ムが位置し、従来装置に比べて予熱室５の天井壁を過熱
することなく、すなわち天井壁過熱による石炭アッシュ
等の付着物をほとんど発生させることなく、バーナ列２
１Ａ，２１Ｂによるコークス炉ガス吹込量を増やして生
ぺレットの加熱を行うことができた。

【００２３】次に、前記の本発明例のグレートキルン方
式焼成装置と比較のための従来装置とにおいて、バーナ
による予熱室５へのコークス炉ガス吹込量を種々変化さ
せて、連続移動火格子２直下での予熱室幅方向における
加熱用ガスの温度差を測定した。結果を図６に示す。

【００２４】図６から分かるように、本発明例のグレー
トキルン方式焼成装置によると、予熱室幅方向における
加熱用ガスの温度調整は、予熱室５を間にしてその両側
に配された予熱室用吸引ファン７Ａ，７Ｂの各ファンダ
ンパの開度調整に加え、２つの予熱室バーナ列２１Ａ，
２１Ｂのコークス炉ガス吹込量を調整することにより、
容易に行うことができ、予熱室幅方向における加熱用ガ
スの温度差を２０℃程度以下と極めて小さくすることが
できた。

【００２５】また、前記の本発明例のグレートキルン方
式焼成装置と比較のための従来装置とにおいて、両者と
もに予熱室５に５０００Ｎｍ³ ／ｈのコークス炉ガスを
吹き込み、予熱室５での火格子２上のペレット層内の温
度を測定し、予熱室５でのペレット滞留時間（予熱室内
での長手方向位置）とペレット温度との関係、すなわち
ペレット加熱パターンを調べた。結果を図７に示す。

【００２６】図７から分かるように、本発明例の装置に
よると、予熱室バーナ列２１Ａ，２１Ｂが複数本、本例
では３本のバーナを予熱室長手方向に沿って所定の間隔
をあけて配置してなるものであるから、各バーナの燃料
吹込量を調整することにより、予熱室５出口で所要強度
のペレットを得るためのペレット温度に達する時間を従
来装置に比べて短くすることができ、最適なペレット加
熱パターンを実現することができる。図７に示すよう
に、例えば１０００℃に達するのに、従来装置では風箱
１９番の位置まで要するのに対し、本発明例の装置では
風箱１７番の位置で得られている。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によるグレー
トキルン方式鉄鉱石ペレット焼成装置によると、生ペレ
ットを連続移動火格子で予熱室長手方向に移動させなが
ら加熱用ガスの下向通風によって予熱する予熱室に、加
熱用ガスとしてロータリキルンから送り込まれたキルン
燃焼廃ガスを昇温させる手段を備えたグレートキルン方
式鉄鉱石ペレット焼成装置において、前記キルン燃焼廃
ガス昇温手段として、予熱室の相対向する長手方向壁そ
れぞれに、該予熱室内へ燃料を吹き込み燃焼させる複数
本のバーナを、長手方向壁の高さ方向において前記連続
移動火格子に近接して位置させ、かつ、予熱室長手方向
に沿って所定の間隔をあけて配置したものであるから、
予熱室天井壁などに該天井壁過熱による石炭アッシュ等
の付着物をほとんど発生させることなく、予熱室の加熱
用ガスを所要温度に昇温でき、また、予熱室においてペ
レット移動方向と直角な予熱室幅方向における加熱用ガ
スの温度差をほぼなくすことができるとともに、予熱室
長手方向においても最適加熱パターンを実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例によるグレートキルン方式鉄鉱石
ペレット焼成装置を示す縦断面図である。

【図２】図１に示す焼成装置の要部を示す平面図であ
る。

【図３】図２中の予熱室を説明するための横断面図であ
る。

【図４】予熱室長手方向壁に配された予熱室バーナ列を
説明するための図である。

【図５】予熱室内での加熱用ガスの温度測定結果を示す
図である。

【図６】連続移動火格子直下での予熱室幅方向における
加熱用ガスの温度差の測定結果を示す図である。

【図７】予熱室でのペレット加熱パターンの測定結果を
示す図である。

【図８】従来のグレートキルン方式鉄鉱石ペレット焼成
装置を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…トラベリンググレート炉 ２…連続移動火格子 ３
…乾燥室 ４…離水室５…予熱室 ５ａ，５ｂ…予熱室
長手方向壁 ５ｃ…予熱室出口壁 ６…予熱室用風箱群
７Ａ，７Ｂ…予熱室用吸引ファン ８…予熱室バーナ
９…ロータリキルン １０…キルンバーナ １１…ア
ンニュラクーラ １１ａ…高温室 １１ｂ…低温室 １
２…冷却用ファン ２１Ａ，２１Ｂ…予熱室バーナ列

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生ペレットを連続移動火格子で乾燥室・
   予熱室の順に各室の長手方向に移動させつつ、加熱用ガ
   スの下向通風によって乾燥・予熱するトラベリンググレ
   ート炉と、キルンバーナによる燃焼により、前記グレー
   ト炉から装入された前記乾燥・予熱されたペレットを焼
   成する一方、そのペレット焼成用に使用されたキルン燃
   焼廃ガスを前記加熱用ガスとして前記予熱室へ送り込む
   ロータリキルンと、前記グレート炉の前記予熱室に設け
   られ、前記ロータリキルンからのキルン燃焼廃ガスを昇
   温させるためのキルン燃焼廃ガス昇温手段と、前記ロー
   タリキルンからの焼成されたペレットを冷却するアンニ
   ュラクーラとを備え、生ペレットを焼成して高炉装入原
   料である鉄鉱石ペレットをつくるグレートキルン方式鉄
   鉱石ペレット焼成装置において、 前記キルン燃焼廃ガス昇温手段が、前記予熱室の相対向
   する長手方向壁それぞれに、該予熱室内へ燃料を吹き込
   んでキルン燃焼廃ガス中の残留酸素と燃焼させる複数本
   のバーナを、長手方向壁の高さ方向において前記連続移
   動火格子に近接して位置させ、かつ、予熱室長手方向に
   沿って所定の間隔をあけて配置してなるものであること
   を特徴とするグレートキルン方式鉄鉱石ペレット焼成装
   置。