JPS63241124A - 焼結循環ガス温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排ガス循環方式の焼結機において、焼結鉱石
の溶解性に合わせて循環ガス温度を変化させることによ
り、焼結鉱の生産性向上を図る循環ガス温度制御方法に
関する。

〔従来の技術〕

近年、製鉄所の焼結工場においては省エネルギ一対策と
して焼結機に排熱ボイラーを設置し、焼結層より吸引し
た排ガスをこのボイラーを通過させた後、再度焼結層に
還流させて排熱回収量を増加させる排ガスｉ環方式を採
用する例が多い。

従来の排ガス循環方式を第１図により説明すると、焼結
原料はホッパー１．２からシュートを介してパレット４
上に装入され、点火炉５で点火された後、パレット４を
進む間に焼結される。焼成された焼結鉱は冷却機８のク
ーラー１６を通過する間に冷却される。

排熱回収は焼結機７．冷却Ｗａ８の双方において行われ
る。

焼結機７における排熱回収は、ウィンドボックス９より
排出される排ガスをプレダスタ−１０、排熱ボイラー１
１を介して焼結機７のフード３内に還流させることによ
り行われる。排鉱部１２付近の排ガスは３５０℃程度で
排熱ボイラー１１で排熱回収された後でも１５０〜２０
０℃の温度を有している。この排ガスをブロワ−２０３
により再度焼結機７に還流させる排ガス循環方式は、排
熱ボイラー１１での発生蒸気頃を増加させ、排熱回収量
の増加を図る他に、ブロワ−４１にて圧送され煙突１５
から排出される排ガス量を減少させ、公害防止設備（電
気集塵機１３．脱硫、脱硝設備１４）の規模縮小等を図
ることができる。

一方、冷却機８における排熱回収は、次のようにして行
われる。

焼結機７で焼成された焼結鉱はクーラー１６で冷却され
るが、クーラー人口１７での焼結鉱温度は５００℃程度
あるため、クーラ−１６前半部での排ガス温度は４００
℃程度となる。この排ガスをフード１８よりプレダスタ
−１９，エコノマイザ−２４，プロワ−２０ｂを経てウ
ィンドボックス２１に還流させる。

また、クーラ−１６後半部での排ガス温度は１５０℃程
度であるので、その排ガスを使って給水予熱器２２でボ
イラ用給水を予熱する。給水予熱器２２で予熱さ糺た給
水はＡより出てＢ、　Ｂ’に分かれて入る。

Ｂより入った給水はポンプ２９ａにより脱気器２３ａを
経て排熱ボイラー１１のエコノマイザ−１１ａに入り、
ここで焼結機循環ガスにより予熱されて液体のままボイ
ラードラム２５ａに入る。

ドラム２５ａに入った給水はポンプ２９ｂによりボイラ
ー１１の蒸発器１１ｂに送られ、焼結機循環ガスにより
再加熱された後、ドラム２５ａに戻り、蒸気化されて需
要先２６へ送られる。

Ｂ′より入った給水は脱気器２３ｂに入り、更に冷却機
循環ガスによって加熱されるエコノマイザ−２４とボイ
ラードラム２５ｂとの間をポンプ２９ｃ、２９ｄにより
循環し、蒸気化されて需要先２６へ送られる。

また、徘鉱部フード２７内の排ガスは１５０℃程度であ
るために、焼結機出口フード２８内に戻される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このような排ガス循環方式の焼結機において
は、前述したように、１５０〜２００℃の循環ガスが焼
結機７に還流される。このような比較的高温の循環ガス
を焼結［？に還流させると、温度の高い分だけ実際の同
一容積に対するガスの熱容量が増大し、その結果、焼成
時に熱が焼結層内に蓄積され、焼結層が溶解を始める１
１００℃以上の焼結層の溶解領域が増大することになる
。

第２図は循環ガス温度（１）を変化させたときの生産性
の変化（％）を示し、第３図は循環ガス温度が冷間強度
（Ｓ１％）に及ぼす影響を鉱石溶融率（％）をパラメー
ターとして示し、第４図は鉱石溶融率（％ンと冷間強度
（５１％）との関係を示したものである。調査に使用し
た焼結原料の配合条件を第１表に示す、これらの調査結
果によれば、従来の排ガス循環方式には次の如き問題の
あることが明らかとなる。

第　　　１　　　表 ■　循環排ガス温度が１５０〜２００℃となると、焼成
時の通気性が悪化し、生産性が低下する（第２図）。

■　循環ガス温度１５０〜２００℃の領域では１１００
℃以上の溶融領域が増大し、鉱石の溶融率（％）が増大
することから、冷間強度（Ｓ１％）は上昇する（第３図
）。しかしながら、鉱石の溶融量は鉱石の種類により異
なり、溶は易い鉱石の使用時には過溶融となって焼けむ
らを生じ、ｕ４歩留りが低下する。

■　冷間強度が高くなると、鉱石の溶融性が増大する（
第４図）。

すなわち、循環ガス温度が上昇すると冷間強度が上昇し
、高炉操業用として使用するのに望ましい焼結鉱が得ら
れるが、その反面、過溶融による生産性低下を生じるの
である。

本発明は、斯かる問題を解決して、冷間強度に支障を与
えることなく生産性の向上を図ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、焼結機７より排ガスを吸引し排熱ボイラー１
１を通過させた後、前記焼結機７に還流させる排ガス循
環系統において、前記排熱ボイラー１１の蒸発部におけ
る蒸気圧力を調節することにより、焼結ＪＲ７に還流す
る循環ガスの温度を焼結鉱石の溶解性に応じて制御する
焼結循環ガス温度制御方法を要旨とする。

すなわち、焼結機７に還流される循環ガスの温度には、
前述したように、１５０〜２００℃程度の範囲で巾があ
る。これは、排熱ボイラー１１で発生させる蒸気の圧力
の違いによって循環ガス温度が変化するためである。た
とえば発注蒸気が８気圧の低圧蒸気の場合は、排熱ボイ
ラー１１ｉ１１過後の循環ガス温度は１５０℃程度であ
るのに対し、発生蒸気が２７気圧の中圧蒸気の場合は、
排熱ボイラー１ｌｉＩ！過後のｖ１１環ガス温度は２０
０℃程度となる。

本発明は、焼結機７に還流される循環ガスの温度が、上
記の如く、排熱ボイラー１１の蒸気圧力によって変化す
る点に着目し、排熱ボイラー１１の蒸気圧力を焼結鉱石
の溶融性に合せて積極的に調節することにより、焼結機
７への還流ガス温度を制御し、前記目的を達成するもの
である。

〔作　　用〕

排熱ボイラー１１の蒸発部において蒸気圧力を調節する
ことにより、飽和蒸気温度が変化し、焼結機７へ還流す
る循環ガスの温度が広範囲に調節され得る。

第５図は、排熱ボイラー１１の蒸発部であるボイラード
ラム２５ａにおけるドラム圧力を２５ｋｇ／ａｊｇから
８　ｋｇ　／　ｃｌｉｇへ変更したときの、循環ガス温
度変化を示したものである。

ドラム圧力が２７　ｋｇ／ａＪ　ｇのときは、実線に示
されるように、約４００℃で排熱ボイラー１１に入った
循環ガスが、ボイラーへの給水と熱交換し約２００℃で
排熱ボイラー１１を出る。ボイラーへの給水はｖａ環ガ
スによる加熱により約２００℃の蒸気となる。これに対
し、ドラム圧力が８ｋｇ／ｃ＋Ｊｇのときは、破線で示
されるように、約４００℃の循環ガスは、排熱ボイラー
１１を通過する間に１５０℃まで温度低下し、焼結機７
へ還流させる循環ガスの温度を５０℃低下させることが
できる。

そして、この蒸気圧力変化とＷｉ環ガス温度変化との関
係を用い、循環ガス温度を焼結鉱石の溶解性に合せて調
節することにより、冷間強度に問題を生しることなく、
鉱石の過溶融が防止され、生産性の向上を図ることが可
能になる。

例えば、第３図において冷間強度を管理値である８７％
以上に保つためには、鉱石溶融率８９％のときは循環ガ
ス温度１２５℃、８８％のときは１５０℃、８７％のと
きは１７５℃を確保すればよい、つまり、鉱石溶融率が
高く溶けやすい鉱石配合時には、冷間強度管理値内で極
力、循環ガス温度を下げることにより、冷間強度に支障
を来すことなく過溶融の防止を図ることができるのであ
る。

本発明は、上記のように、蒸気圧力の調節により、焼結
Ｊａ７に還流する循環ガスの温度を鉱石の溶解性に合せ
て逐一制御することにより、鉱石に過溶融を生じさせず
に生産性を高め、かつ実用上十分な冷間強度を維持し得
るものである。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的実施手順を第６図（イ）（ロ）に
例示される蒸気圧力調節システムより説明する。

第６図（イ）の例によると、焼結ＩＩ？からの循環ガス
がプレダスタ−１０を経て排熱ボイラーｌｌに入り、ボ
イラー１１内のエコノマイザ−１１３および蒸発器１１
ｂを通過した後、ブロワ−２０ａを経て焼結機７へ還流
する。

ブロワ−２０ａの出側においては、焼結機７へ還流する
循環ガスの温度ｔが温度計３０にて測定され、温度設定
器３１からの信号とともに第１の比較演算器３２に入力
される。

温度設定器３１は焼結鉱石に最適な還流ガス温度ｔ０す
なわち冷間強度管理値を下回らない範囲内で最も低い還
流ガス温度（第３図）を第１の比較演算器３２に入力す
る。第１の比較演算器３２は温度計３０が出力する測定
温度ｔと、温度設定器３１が出力する最適温度ｔ、との
偏差Δｔを計算し、圧力設定器３３に出力する。

圧力設定器３３は循環ガス温度と蒸気圧力との関係（第
５図）を予め記憶していて、第１の演算器３３から入力
する温度偏差Δｔと記憶データとを比較し、温度偏差Δ
ｔをＯならしめるに必要な蒸気圧力ｐ０を演算する。

一方、Ｂより入った給水は、脱気器２３ａを経てポンプ
２９ａによりエコノマイザ−１１８に入り、ここで循環
ガスによる予熱を受けてボイラードラム２５ａに入る。

ボイラードラム２５ａに入った給水は、ポンプ２９ｂに
より蒸発器１１ｂに送られ、ここで循環ガスによる加熱
を受けた後、ドラム２５ａに戻り、蒸気となって圧力調
節弁３４を経て需要先２６へ送られる。

ボイラードラム２５ａにおいては、その蒸気圧力ｐが圧
力計３５により測定され、第２の比較演算器３６に入力
される。第２の比較演算器３６は圧力計３５から入力す
る蒸気圧力ｐと、圧力設定器３３から入力する蒸気圧力
ｐ０とを比較し、その偏差Δｐを演算して、弁制御器３
７に出力する。

弁制御器３７はこの偏差Δｐがが０になるよう圧力調節
弁３４を開度制御する。

かくして、焼結器７に還流される循環ガスの温度が前記
最適温度ｔ０に一致する。

このとき、エコノマイザ−１１３において蒸発が生じる
のを防ぎ、蒸発器１１ｂにおいて適正な蒸発を行わしめ
るように、給水予熱器２２（第１図）に適正な伝熱面積
を与えることは言うまでもない。

なお、第６図（イ）に示されたシステムにおいては、排
熱回収によって得られた蒸気が圧力調節弁３４により減
圧されて需要先２６へそのまま送られる。

この場合は、圧力調節弁３４による減圧損失が大となり
、エネルギー回収率の点で不利を生じる。

そこで、第６図（ロ）の例に示すように、圧力調節弁３
４に対して並列に圧力調整弁３８、背圧タービン３９お
よび発電機４０を設け、圧力調整弁３４による減圧エネ
ルギーを動力・電気エネルギーとして回収し、エネルギ
ー回収率を高めることもできる。減圧エネルギーを回収
すること以外は、第６図ビ）の例と同一であるので、同
一部分に同一番号を符して詳しい説明は省略する。

また、蒸気としての需要が少ない場合は、復水式タービ
ンによりエネルギー回収を兼ねて蒸気圧力を調節するこ
とも可能である。

第２表は、第６図（イ）の蒸気圧力調節システムにおい
て、ドラム圧力を２７　ｋｇ／ｃａｌ　ｇから８ｋｇ／
ａｊｇへ変更したときの、操業データの比較を示したも
のである。

同表から明らかなように、循環ガス１５０００Ｎｒｄ／
分の操業においてドラム圧力を２７ｋｓｒ／ｃｄｇから
８ｋｇ／ａＪｇへ低下させることにより、循環ガス温度
は２００℃から１５０℃に低下し、これによって生産量
が９６００トン７日から１０２００トン／日へ増加し、
電力原単位は２６．０　ｋ　ｗ　ｈ／トンから２５．０
　ｋ　ｗ　ｈ　／　トンへ向上し、過溶融も一切生じな
かった。また発生蒸気量は４７トン／時から５８トン／
時へ増加し、品質についても焼結鉱の冷間強度（３１％
）が８８．０％から８７゜５％に低下したが、管理値（
３１≧８７％）内で何ら問題にならなかった。

第　　２　　表 〔発明の効果〕 本発明によると循環ガス温度の調整により、焼結原料鉱
石の銘柄、排熱回収設備の運転状況等に即応した操業条
件を得ることができ、焼結鉱の冷間強度を保持した上で
生産性を充分に高め、焼結鉱の品質保持と生産性向上に
対する効果は甚だ大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は焼結機の排ガス循環系統を示す系統図、第２図
は循環ガス温度と生産性変化との関係を示す線図、第３
図は循環ガス温度と冷間強度との関係を示す線図、第４
図は鉱石溶融率と冷間強度との関係を示す線図、第５図
は蒸気圧力と循環ガス温度との関係を示す線図、第６図
（イ）（ロ）は本発明の実施に適した蒸気圧力調節シス
テムを例示する系統図である。 図中、７：焼結機、８：冷却機、ｌｌ：排熱ボイラー、
２５ニボイラードラム、３０：温度計、３４：圧力調節
弁、３５：圧力計。 循環かス温度（℃） 第２図 狐る溶融率（％） 第４図 循環がス温度（°Ｃ） 第　３　図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）焼結機（７）より排ガスを吸引し排熱ボイラー（
   １１）を通過させた後、前記焼結機（７）に還流させる
   排ガス循環系統において、前記排熱ボイラー（１１）の
   蒸発部における蒸気圧力を調節することにより、焼結機
   （７）に還流する循環ガスの温度を焼結鉱石の溶解性に
   応じて制御することを特徴とする焼結循環ガス温度制御
   方法。