JPS5934216B2 - Ｄｌ焼結機の操業方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ＤＬ式焼結機の操業方法に関するもので、
とくに焼結過程を敏感に反映する焼結層通過の風量を測
定することによって、該測定風量をもとに赤熱帯分布を
推定し、それにもとづいて安定した焼結鉱品質を確保す
るだめの制御を行うようにした点に特色のある焼結機の
操業方法についての提案である。

一般の焼結設備は、原料装入装置によりコークス粉、鉱
石粉をパレット上に装入した後、その装入原料層の表面
に点火し、焼結が上層から下層へと進行するなかで、パ
レットを排鉱部へ向わせ、一方点火と同時にパレット下
方からはウィンドボックス、主排虱機介して原料層を通
過する空気を吸引することにより、排鉱部に至るまでの
間に配合されたコークスの燃焼によって乾燥、燃焼、焼
結、冷却の過程を経て、塊成化焼結鉱を生成させる。

第１図を用いてこの過程を説明すると、配合槽１、〜１
ｎから切り出された粉鉱石、コークス、石灰石等の原料
５は、メリック２を経て、ミキサー３で注入混合された
のち、給鉱ホツパ−４内に貯蔵され、その後フィーダ６
でパレット７上へ装入される。

パレット７上に装入された原料層中のコークスが点火炉
８による点火で燃焼して粉鉱石を焼成する。

一方で、パレット７下には各ウィンドボックス１０□〜
１０ｎがあり、それはメインブロワ−１１に接続されて
いる。

このメインブロワ−１１を通して前記原料層の下方へは
空気が吸引されることから、赤熱帯域（ＦＦＰ）なるも
のが順次原料層の上層から下層へと進行し、排鉱部付近
に達すると焼成が完了するようになっている。

通常の焼結機の操業は、この焼成が完了する点ＢＴＰを
、ウィンドボックスに設けた熱電対で排ガス温度の測定
もしくは排ガス成分値から検出して、上記ＢＴＰ点が一
定域に入るようにパレットスピード、焼結層厚、メイン
ブロワ−サクションタンパ−開度を調整することにより
制御している。

このような従来制御方法を採用すると、製造される焼結
鉱の品質は、製造後の焼結鉱からの試料採取からしか検
知し得す、焼結の品質を制御する上で、その時期的な遅
れが大きな問題となっている。

以上説明したように焼結塊成化は、乾燥、燃焼焼結、冷
却等の過程を得て行われるが、いまパレット７上の焼結
層を原料帯、赤熱帯、焼結完了帯に大きく区分すると、
これらの帯域中の赤熱帯域での原料滞溜時間、すなわち
コークス燃焼に伴って高温に保持される時間が焼結鉱成
品品質に太きた影響ば及ぼすことが知られている。

そのため上記高温保持時間を調節すれば製造過程で焼結
鉱成品品質を制御することが可能となる。

ただ、従来かかる高温保持時間を直接制御する方法は行
われていない。

それは、実機においてかかる高温保持時間を測定するに
は、焼結層内に直接熱電対を挿入して測定する以外に適
当な計測方法がなく、熱電灯保守面の困難性もあって不
可能とされていたためである。

また、焼結層内のコークス焼結速度及び冷却速度は層内
通過風量に律速され、焼結鉱の品質及び生産性に大きな
影響を及ぼすことも良く知られている事実である。

この意味において、逆に焼結過程の層内通過風量を検出
できれば層内状況が検知可能となる。

この発明は、前述の従来技術の問題を゛解決するために
開発した方法であり、焼結層の層中通過風量を測定する
ことによって、赤熱帯分布を推定し各焼結原料がかかる
赤熱帯域へ滞留する時間を適宜に制御することによって
、所定の焼結鉱品質を得るように操業し、品質の安定し
た焼結鉱を確保するようにしたのである。

以下本発明の構成を図面の説明にあわせて詳述する。

図面の第２図は、焼結操業過程において、層内通過の風
量を機長方向で連続的に測定する装置の概略を示すもの
で、この通過風量測定装置１２はパレット７移動方向に
移送する台車１３に風箱１４を支持したものによってな
り、この台車１３は昇降するとともに、パレット７の長
手方向に往復動するもので、その動きの中で焼結層１５
内に吸引される風量：即ぢ通過風量を前記風箱１４内を
流れる吸引流速から求めるように構成されている。

この装置１２によれば、焼結機機長方向の層内通過風量
（層中に吸引される空気量）が正確に測定できる。

上記風量測定装置１２によって測定した測定例を第３図
−ａに示す。

この第３図−ａは、３０秒毎の測定値のプロットとそれ
の近似曲線を示している。

この測定通過風量値は、焼結層１５中の通気抵抗に従う
ものである。

そこで、その測定によって得られた通過風量分布から各
焼結帯の通気抵抗指数、および通過風量の指数とを使っ
て、焼結機機長方向の層内の赤熱帯分布を求めることが
できる。

この発明は、まさにこの風量から赤熱帯分布を推定する
ところに発徴の第１点がある。

以下本発明で採用する通過風量からの赤熱帯分布の推定
方法を述べる。

いま、焼結層内を第６図に示すように、燃焼前線（ＲＦ
Ｐ）９と焼結前線（ＨＢＰ）１６との２つの線により３
分割し、それぞれ原料帯１５ａ、赤熱帯１５ｂ、及び焼
結完了帯１５ｃとする。

まだ、燃焼前線Ｉ（ＦＰ９がパレット表面と交わる点を
ＨＦＰｏ とすると、（１）〜（３）式が成り立ち、か
つ各帯の幅Ｈ□＊ Ｈ２ｐ Ｈ３は、それぞれ（１）〜
（３）式より次式（４）、 （５）、 （６）で表わさ
れる。

すなわち、焼結層の圧損は通過風量の指数乗に比例し任
意の位置の圧損は次式で ΔＰ＝（Ｒ１Ｈ□＋Ｒ２Ｈ２＋Ｒ３Ｈ３）Ｇ”−・・（
１）寸だ、層厚は次式で Ｈ−Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３・・・・・・・・・・・・・・・
（２）ＲＦＰの高さは次式で 示される。

上式（１）〜（３）より各焼結帯の高さＨ０〜Ｈ３は次
式で表わされる。

塊−Ｈ−Ｈ，−Ｈ２・・・・・・・・・・・・・・〈６
）ＨＪ興暉） ΔＰ：機長方向任意の点での吸引負圧 （ｋｙ／ｍ２） Ｇ：機長方向任意の点での吸引風量 （ｋｇ／ｍ２・ｍｉ ｎ ） θ：給鉱端からの経過時間（ｍｉｎ） α：ガス流れの状態に依存する指数 （層流：α＝１、乱流：α＝２） Ｒ１−Ｒ３：それぞれ原料帯、赤熱帯、焼結完了帯の圧
損抵抗係数 以上より、風量Ｇ、に箱圧力ΔＰ、層厚Ｈ１燃焼前線（
ＨＦＰ）がパレット表面と交わる点ＲＦＰｏ、各帯の通
気抵抗係数Ｒ１〜Ｒ３、および層中通過風量指数αがわ
かれば、焼結機機長方向の赤熱帯分布を推定することが
できるのである。

この点、前記ＨＦＰｏは各ウィンドボックス１０、〜１
０ｎで測定している排ガス温度推移によって検出可能で
ある。

すなわち、各ウィンドボックス１０１〜１０ｎごとに設
けられた熱電対によって排ガス温度を測定すると、該Ｒ
ＦＰがパレット表面に到達するまでは排ガス温度はほぼ
一定に推移し、そして到達前後にその温度は上架を始め
る。

従って、該ＨＦＰｏは排ガス温度が変化する点をつかま
え、前記の３分割した各帯域間の境界温度を用いて補正
を行うことで求めることができる。

この発明のＨＦＰｏは第４図に示すように、ウィンドボ
ックス１０□〜１０ｎで測定している排ガス温度パター
ンから１００℃になる点を検出し給鉱端からその点に達
するまでの時間を求め、その値にある値を加えた値をＨ
ＦＰｏとしだ。

ここで加えるべき匝（θＴ ）は、赤熱帯の温度を何度
にするかで決するものであり焼結層１５内に熱電対を挿
入してヒートパターンを測定し、その結果より予め求め
てお（。

例えば、昇温過程での層内温度は第５図に示すように略
直線的に上昇することが確められているので、この図よ
り前記境界温度を１０００℃としたときのｏ、５ｍ１ｎ
をθ１として採用した。

次に、（４）〜（６）式を使って、通過風量分布から赤
熱帯１５ｂ分布を推算した本発明の具体例を第３図すに
示す。

この図は第３図−ａに対応した通過風量分布の近似曲線
を用いて計算した赤熱帯１５ｂ分布である。

なお、図中の斜線部分の囲みは同時測定したヒートパタ
ーンから求めた赤熱帯１５ｂ分布を表わす。

両者は良く合致しており、本発明赤熱帯分布モデルの妥
当性が示されている。

要するに、第３図−ｂを利用すれば赤熱帯１５ｂの領域
を任意の焼結層高さで切断することによって、その切断
した部分がその高さにおける高温保持時間である。

即ち、平均高温保持時間は、焼結ストランド任意の位置
での赤熱帯幅（Ｈ２）から次式により求めることができ
る。

ここで、 ＨＴ：平均高温保持時間（ｍｉｎ） Ｈ：焼結層厚（→ Ｈ２：赤熱帯幅（→ θ：ストランド給鉱端からの経過時間（ｗｉｎ）このＨ
Ｔと焼結鉱成品強度（ＳＩ）との間には、第７図に示す
ような相関関係があり、かつパレットスピードコークス
配合比との間にも第８図に示すような相関関係が認めら
れる、 そこで、狙いとする焼結鉱成品強度（ＳＩ）を保障する
適正ＨＴ値を操業実績を示す第７図から予め設定してお
き、前述のようにして得られる通過風量分布から計算し
て得られる平均高温保持時間ＨＴをして、その設定値の
範囲に入るようにパレットスピード等を制御すれば、所
定の品質の焼結鉱が得られる。

第９図はその制御フローの図である。

この制御法は第１図に示すように、風量測定装置１２か
ら得られるデータと、各ウィンドボックス１０□〜１０
ｎの温度から赤熱帯分布を推定し平均高温保持時間を求
める。

求めた平均高温保持時間と、予め設定した適正範囲の高
温保持時間とを比較することにより、アクションをとる
かどうかを判断し制御すれば良い。

なお、燃焼前線ＲＦＰは直線だけでなく、通過風量に応
じて曲線とすることもできる。

また、各帯の通気抵抗指数Ｒ１〜Ｒ３、通過風量の指数
αは試験で求めてもよいし、計算で求めてもよいが本発
明の実施例では基礎式としてΔＰ／Ｈ−ＲＧαを採用し
て機長方向の数個所での圧損式から計算により求めたも
のを用いた。

実施例 通常の焼結原料（コークス含有量４．９％、水分６％）
を用いて層厚５３０龍、パレット速度２．７ｍ／ｍｉｎ
で焼結操業を開始した。

この焼結操業中、点火炉以降、排出方向に層中通過（吸
引）風量測定装置を走行させて通過風量を測定した。

この時のＨＦＰｏは、焼結機長中應１５ウィンドボック
ス位置配置の熱電対部分で排ガス温度上昇が検出された
ことから、赤熱帯境界温度を１０００℃として補正を行
い２０．８ｍ１ｎとしれ上記通過風量測定装置の測定時
間に対応する風箱圧力ΔＰは−２１３０１ｍＨ２Ｏであ
り、その値と焼結層の各通気度Ｒ１〜Ｒ３、ここでは鍋
試験で求めた各５．６５，２４．３６，３．０４（直を
用いてＨ２を算出し、上記パレット速度で求捷る平均高
温保持時間ＨＴは２．４ｍ１ｎであった。

焼結成品品質ＳＩは９１％以上を目標としていたので第
７図、第８図の関係から、パレット速度を２．３ｍ／ｍ
ｉｎに変更して、焼結操業を行ったところ、実際に得ら
れた成品の品質ＳＩは９１，２％であり、目標通りであ
った。

以上のべたように本発明によれば、次のような効果が期
待できる。

すなわち、オンラインで焼結鉱品質を推定し、適正なア
クションを迅速にとることができるので焼結鉱品質のバ
ラツキが小さくなり、良質の焼結鉱を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

図面の第１図は、焼結設備の路線図、第２図は層中通過
風量測定装置の斜視図、第３図は焼結機機長方向の吸引
風量（通過風量）分布ａとその分布から推定した赤熱帯
分布すを示す線図、第４図は排ガス温度分布図、第５図
は各帯域境界温度と補正係数θ工との関係を示す線図、
第６図は焼結層内分割モデルの線図、第７図は高温保持
時間（ＨＴ）と成品強度ＳＩとの関係を示す線図、第８
図はパレット速度と平均高温保持時間との関係を示す線
図、第９図は本発明実施例の制御フロー図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パレットの焼結層上に移動可能に設置した風量測定
   装置を使って機長方向の焼結層中通過風量を測定し、そ
   の層中通過風量測定値から焼結層内赤熱帯分布を推定し
   、その推定赤熱帯分布をもとに平均高温保持時間を計算
   し、その平均高温保持時間が成品品質から求められる予
   め設定した適正値の範囲内になるように焼結機制御を行
   うことを特徴とするＤＬ焼結機の操業方法。