CN102822317B - 烧结用固体燃料的制造方法、烧结用固体燃料及采用其的烧结矿的制造方法 - Google Patents

烧结用固体燃料的制造方法、烧结用固体燃料及采用其的烧结矿的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102822317B
CN102822317B CN201180014238.4A CN201180014238A CN102822317B CN 102822317 B CN102822317 B CN 102822317B CN 201180014238 A CN201180014238 A CN 201180014238A CN 102822317 B CN102822317 B CN 102822317B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sintering
coal
rotary kiln
preparation
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201180014238.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102822317A (zh
Inventor
笠间俊次
野村诚治
小水流广行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Publication of CN102822317A publication Critical patent/CN102822317A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102822317B publication Critical patent/CN102822317B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16—Sintering; Agglomerating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/28—Other processes
    • C10B47/30—Other processes in rotary ovens or retorts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/04—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of powdered coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/34—Other details of the shaped fuels, e.g. briquettes
    • C10L5/36—Shape
    • C10L5/366—Powders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16—Sintering; Agglomerating
    • C22B1/20—Sintering; Agglomerating in sintering machines with movable grates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

在本发明的烧结用固体燃料的制造方法中，通过利用回转窑在300～1150℃的温度范围中对煤进行加热干馏，制造作为烧结用固体燃料使用的碎焦。然后，从述回转窑的成品排出侧供给空气及所述燃料，所述空气的量为燃料的燃烧所需的理论燃烧空气量和从所述煤产生的粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论燃烧空气量的合计量的90～110%的范围内的量，通过燃烧将在所述回转窑内从所述煤产生的粒径低于250μm的所述微粉粒子除去，对所述煤进行干馏。

Description

烧结用固体燃料的制造方法、烧结用固体燃料及采用其的烧结矿的制造方法
技术领域
本发明涉及在制造炼铁原料用的烧结矿时作为热源使用的烧结用固体燃料的制造方法、烧结用固体燃料及采用该燃料的烧结矿的制造方法。 
本申请基于2010年3月19日在日本提出的日本专利申请第2010-64207号并主张其优先权，这里引用其内容。 
背景技术
在制造炼铁原料用的烧结矿的一般的制造工序中，可使用在粉状铁矿石等含铁原料、石灰石等副原料及烧结返矿等中加入了作为热源的粉焦炭或无烟煤等固体燃料而得到的烧结原料。将该烧结原料装入到例如特劳氏（Dwight-Lloyd）式烧结机中的环形转动的烧结台车上而生成原料填充层后，用点火炉将原料填充层的表层部中的固体燃料点燃。然后，通过从烧结台车下部的吸引部（风箱）吸引空气，使燃烧点从原料填充层的上方朝下方移动，连续地进行烧结反应，将由此得到的烧结块破碎，制造规定粒度的烧结矿。 
此时，作为烧结用固体燃料，一直使用将制造高炉用焦炭时附属地产生的、因粒度过小而不能装入高炉的细粒的焦炭破碎调制到5mm以下的粒度而得到的粉焦炭。 
此外，作为补充粉焦炭的产生量不足的烧结用固体燃料，无烟煤等挥发成分少的煤在与粉焦炭同样地被破碎调制后，在烧结工序中被广泛地使用。 
在作为烧结用固体燃料使用的粉焦炭中，根据用焦炭炉制造的焦炭内的可在高炉中使用的焦炭量和不在高炉中使用的焦炭量的平衡，有时粉焦炭的库存量较大地变动。在高炉中的生铁增产时，高炉用焦炭的使用量增加，因此能够作为烧结用固体燃料使用的粉焦炭不足。 
此外，关于作为烧结用固体燃料使用的无烟煤，由于无烟煤是来自海外的进口品、并受无烟煤的资源国的限制，因此有供需的变动风险大的问题。 
因此，作为烧结用固体燃料，重要的是使除了以往主要使用的粉焦炭及无烟煤以外能使用的燃料的选择范围扩大。 
在作为粉焦炭及无烟煤的替代燃料，将在焦炭炉中附属地产生的焦油及沥青配合到烧结原料中的方法中，产生大量挥发成分，这些挥发成分在未被作为热源使用的情况下混入到废气中，因此有导致集尘器内的油分冷凝或集尘效率下降等问题。 
此外，褐煤及次烟煤是廉价的煤，但因挥发成分高，而在以其原状态使用褐煤及次烟煤作为烧结用固体燃料的情况下，产生与上述同样的问题。 
因而，作为解决该挥发成分的问题的手段，公开了以将煤在300～900℃的温度范围内热分解得到的碎焦(char)用作烧结用的固体燃料的技术(专利文献1)。 
现有技术文献 
专利文献 
专利文献1：日本特开平5-230558号公报 
发明内容
发明要解决的问题 
但是，在使用煤碎焦作为烧结用的固体燃料时，被指出了以下的问题。 
该问题是在煤碎焦中混有大量的粉末。如褐煤或次烟煤那样，在通过对水分高的煤进行加热干馏而制造煤碎焦时，在加热干馏过程中，因煤中所含的煤粉的干馏和一部分煤的粉化，产生粒径低于250μm的微粉粒子的含有率高的碎焦。在采用含有微粉粒子的含有率高的煤碎焦作为固体燃料的烧结原料制造烧结矿时，固体燃料中的微粉粒子的燃烧速度过快，因此该固体燃料在初期升温过程中燃烧，对烧结反应所需的高温区下的燃烧没有贡献。此外，如果固体燃料中的微粉粒子增多，则烧结填充层内的通气性下降，因此阻碍烧结反应的进行，使生产率恶化。 
作为解决如此的微粉粒子的问题的方法，可考虑在煤碎焦的制造后，通过筛选将煤碎焦中的粒径低于250μm的微粉粒子除去。可是，一般难通过筛选分离粒径低于250μm的微粉粒子，在处理大量的煤碎焦的情况下，因发生筛网堵塞等而容易使作业效率及生产率下降，因此在实用方面有问题。此外，用该方法分离回收的粒径低于250μm的微粉粒子，在其原状态下利用价值低，在贮藏及搬送时，需要实施扬尘对策等环境保护上的处理。 
用于解决课题的手段 
本发明是鉴于上述现状而完成的，在本发明中，在作为烧结用的固体燃料使用的碎焦的制造工序中，通过燃烧将粒径低于250μm的微粉粒子除去，由此降低阻碍烧结通气性的微粉粒子，改善成品碎焦的粒度分布，提高烧结矿制造工序中的烧结矿的生产率。也就是说，在本发明中，提供大幅度降低了粒径低于250μm的微粉粒子的比例的烧结用固体燃料的制造方法、烧结用固体燃料及使用了其的烧结矿的制造方法。 
本发明者等通过改变煤的种类及粒度，采用试验用干馏炉或回转窑等反应装置试制碎焦，采用这些试制碎焦作为烧结用固体燃料进行烧结，对燃烧性进行了研究开发。其中，本发明者等着眼于根据碎焦制造中的干馏前的煤的粒度及回转窑的运转条件而变化的碎焦的粒度分布对烧结工序中的燃烧性及烧结性产生影响，发现了能够大幅度改善燃烧性及烧结性的固体燃料的条件。 
本发明是基于以上的见识而完成的，其构成如下。 
（1）本发明的第一方式的烧结用固体燃料的制造方法是通过利用回转窑在300～1150℃的温度范围中对煤进行加热干馏而制造作为烧结用固体燃料使用的碎焦的烧结用固体燃料的制造方法，其中，从所述回转窑的成品排出侧供给空气及所述燃料，所述空气的量为燃料的燃烧所需的理论燃烧空气量和从所述煤产生的粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论燃烧空气量的合计量的90～110%的范围内的量，通过燃烧将在所述回转窑内从所述煤产生的粒径低于250μm的所述微粉粒子除去，对所述煤进行干馏。 
（2）本发明的第二方式的烧结用固体燃料的制造方法是通过利用回转窑在300～1150℃的温度范围中对煤进行加热干馏而制造作为烧结用固体燃料使用的碎焦的烧结用固体燃料的制造方法，其中，从所述回转窑的成 品排出侧，供给从所述煤产生的粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论燃烧空气量的90～110%的范围内的量的空气，通过燃烧将在所述回转窑内从所述煤产生的粒径低于250μm的所述微粉粒子除去，对所述煤进行干馏。 
（3）在上述（1）或（2）所述的烧结用固体燃料的制造方法中，也可以将从所述回转窑的成品排出侧作为成品排出的碎焦中粒径低于250μm的微粉粒子所占的含有率调整到低于10质量%。 
（4）本发明的一方式的烧结用固体燃料可用上述（1）或（2）所述的烧结用固体燃料的制造方法进行制造。 
（5）在本发明的一方式的烧结矿的制造方法中，将上述（4）所述的烧结用固体燃料配合在烧结原料中。 
发明效果 
根据本发明的上述第一方式或第二方式的烧结用固体燃料的制造方法，能够通过燃烧将成品碎焦中的粒径低于250μm的微粉粒子除去，能够制造烧结中的燃烧性及通气性优良的烧结用固体燃料。 
根据本发明的上述第一方式或第二方式的烧结矿的制造方法，通过使用配合有上述烧结用固体燃料的烧结原料，能够以烧结反应区充分达到高温的方式使烧结用固体燃料燃烧，能够改善烧结层全体的通气性，从而能够高效率地生产良好品质的烧结矿。 
附图说明
图1是对本发明的一实施方式的利用回转窑制造碎焦时的煤的干馏及微粉粒子的燃烧进行说明的示意图。 
图2是包含能够有效地实施本实施方式的烧结用固体燃料的制造方法的回转窑的烧结用固体燃料的制造装置的概略构成图。 
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式的烧结用固体燃料的制造方法进行说明。 
作为煤的干馏设备，可使用室式焦炭炉、回转窑、流化床等，但在本实施方式的烧结用固体燃料的制造方法中，因以下的理由而采用回转窑。 
回转窑在对粉状煤进行干馏的情况下，与室式焦炭炉相比热传递率高，能够相对地提高干馏速度，因此在碎焦的生产率方面是有利的。 
流化床与回转窑相比干馏速度快。但是，在流化床中，煤或碎焦的粒子相互间激烈冲撞，因此与回转窑相比微粉粒子的产生量增大。所以，在本实施方式中，作为烧结用固体燃料的制造设备使用回转窑。回转窑可分为使原料与加热燃烧气体接触、通过热交换将原料加热的内燃式回转窑和不使原料与加热介质直接接触、从原料的外部将原料加热的外燃式回转窑。再有，在本实施方式中，能够应用内燃式回转窑和外燃式回转窑双方。 
在本实施方式中，从处于密闭状态的内燃式回转窑的一端的原料投入侧（煤投入口）投入原料即粉状煤，一边使粉状煤在回转窑内转动一边进行加热干馏，从回转窑的另一端的成品排出侧排出成品即碎焦。此时，从回转窑的成品排出侧朝原料投入侧，将重油或天然气体等燃料与燃烧用空气一同供给，在回转窑内使燃料燃烧，对原料进行加热。 
在本实施方式中，向上述回转窑供给空气的方法具有特征。也就是说，在采用内燃式回转窑的情况下，除了向回转窑供给的燃料燃烧所需的理论燃烧空气量的空气以外，还为了使在回转窑内由煤产生的粒径低于250μm的微粉粒子燃烧，供给充分的量的空气。 
图1是对利用本实施方式的回转窑制造碎焦时的煤的干馏及微粉粒子的燃烧进行说明的示意图。 
在本实施方式中，通过调整供给回转窑的空气的供给量，如图1所示，能够在内燃式回转窑内，形成“燃料燃烧区”、“煤干馏区”、“微粉粒子燃烧区”。在“燃料燃烧区”中，燃料通过空气中的氧燃烧，在“煤干馏区”中，利用通过燃烧被加热的空气对煤进行干馏。“微粉粒子燃烧区”形成在“燃料燃烧区”与“煤干馏区”之间，因煤的加热及干馏而产生的粒径低于250μm的微粉粒子燃烧。 
在通常的回转窑的作业中，为了防止从燃料产生煤烟，以空气比达到燃料燃烧所需的理论燃烧空气量的1.2～1.4倍左右的方式调整供给空气量。通过该空气量的调整，能够抑制燃料燃烧区中的煤烟的产生，但无法使因煤的加热及干馏而产生的粒径低于250μm的微粉粒子燃烧、从作为成品排 出的碎焦中除去。 
在本实施方式中，在回转窑内，为了通过燃烧将直到煤干馏区为止产生的粒径低于250μm的微粉粒子除去，供给燃料燃烧所需的理论燃烧空气量和从煤产生的粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论燃烧空气量的合计量（以下有时也称为目标值）的90～110%的范围内的量的空气。这里，关于供给的空气的量，因每种炭材料燃烧特性不同，所以不一定需要与目标值相同的量（目标值的100%），优选调制目标值的90～110%的空气量。在低于目标值的90%的空气量时，低于250μm的微粉因燃烧不足而容易残存。另一方面，在目标值的110%以上的空气量时，因产生250μm以上的粒子的燃烧，从而成为成品的碎焦的收率和粒度降低。 
这里，按以下定义燃料燃烧所需的理论空气量Ao（Nm3/hr）及从煤产生的粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论燃烧空气量Aoc（Nm3/hr）。 
Ao＝（1/0.21）·｛（22.4/12）·C＋（11.2/2）·（H－OX/8）＋（22.4/32）·S｝（1） 
这里，Ao：燃料燃烧所需的理论燃烧空气量（Nm3/hr）、C：燃料中的碳原子量（kg/hr）、H：燃料中的氢原子量（kg/hr）、OX：燃料中的氧原子量（kg/hr）、S：燃料中的硫原子量（kg/hr）。 
Aoc＝（1/0.21）·｛（22.4/12）·Cc+（11.2/2）·（Hc－OXc/8）＋（22.4/32）·Sc｝                （2） 
这里，Aoc：粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论燃烧空气量（Nm3/hr）、Cc：粒径低于250μm的微粉粒子中的碳原子量（kg/hr）、Hc：粒径低于250μm的微粉粒子中的氢原子量（kg/hr）、OXc：粒径低于250μm的微粉粒子中的氧原子量（kg/hr）、Sc：粒径低于250μm的微粉粒子中的硫原子量（kg/hr）。 
在本实施方式中，在内燃式回转窑中，采用式（1）及式（2），分别求出燃料燃烧所需的理论燃烧空气量Ao（Nm3/hr）和粒径低于250μm的微粉粒子燃烧所需的理论燃烧空气量Aoc（Nm3/hr），将其合计量A（＝Ao＋Aoc）（Nm3/hr）定为向回转窑内供给的空气量的目标值。 
此外，在作为本实施方式的变形例采用外燃式回转窑的情况下，采用 式（2），求出粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论燃烧空气量Aoc（Nm3/hr），将其定为向回转窑内供给的空气量的目标值。也就是说，在此种情况下，供给粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论燃烧空气量的90～110%的范围内的量的空气。 
再有，在本实施方式中，通过下式（3）定义的空气比m为1.0。 
m＝A/Ao                    （3） 
这里，m：空气比（－）。 
此外，式（1）及（2）中的燃料中的碳原子量C（kg/hr）、氢原子量H（kg/hr）、氧原子量OX（kg/hr）及硫原子量S（kg/hr）以及粒径低于250μm的微粉粒子的碳原子量Cc（kg/hr）、氢原子量Hc（kg/hr）、氧原子量OXc（kg/hr）及硫原子量Sc（kg/hr）可通过预先进行分批的干馏试验，进行煤及碎焦的微粒的化学分析来测定。 
此外，根据本发明者们的研究，在粒径低于500μm的煤的情况下，在回转窑内的利用加热的干燥过程中，煤中所含的水分及挥发成分被释放，体积减小，进而通过在干馏过程中熔融软化后的再固化及挥发成分的释放，固体组织致密化，结果确认粒径低于500μm的煤的大致全部成为粒径低于250μm的微粉粒子。所以，在预先进行分批的干馏试验、进行碎焦的微粒的化学分析的情况下，可采用粒径低于500μm的煤粒子进行干馏试验。此外，在干馏试验中，可从煤原料中的粒径低于500μm的煤粒子的比例推断通过干馏试验得到的碎焦中的粒径低于250μm的微粉粒子的比例。 
在本实施方式中，从回转窑内的干馏区通过的碎焦的微粉粒子因转动作用而浮游，所以在微粉粒子燃烧区中能够有效地将微粉粒子燃烧除去。因此，能够将成品碎焦中的粒径低于250μm的微粉粒子的含有率降低到低于10质量%。 
回转窑内的温度随着从原料投入侧朝向成品排出侧而上升，形成温度分布。此外，从煤产生的气体的组成根据煤中的成分的热分解温度而不同，在大约300～400℃的低温时主要产生焦油成分，在400～650℃时产生甲烷或乙烷这样的烃气体，在650～850℃时产生氢。 
这些通过煤的加热（热分解）而生成的挥发成分（VM）等可燃性物质主要在从回转窑的原料投入侧到中央部的干馏区的范围内产生，与通过从 成品排出侧供给的燃料的燃烧而被加热了的燃烧气体一起向原料投入侧移动而被排出。在本实施方式中，在从回转窑的成品排出侧供给燃料的同时，供给该燃料的燃烧及直到煤干馏区为止所产生的粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论燃烧空气量的空气。因此，供给的空气中的氧在回转窑的燃料燃烧区及微粉粒子燃烧区被消耗。所以，能够不通过燃烧而消耗地将在煤干馏区及煤干燥区产生的VM与燃烧气体一起回收利用，能够通过燃烧只将因加热（干燥及干馏）而产生的成品碎焦中的微粉粒子有效地除去。此外，还能够通过微粉粒子的燃烧向回转窑内供给干馏所需的热。 
在本实施方式中，随着从回转窑内的原料投入侧朝向成品排出侧，温度逐渐上升，回转窑内的温度优选在300～1150℃的范围内。上述温度范围中的下限温度（300℃）相当于原料投入侧的下限温度。在低于该下限温度的温度时，几乎不发生煤的干馏，因而煤的干馏效率下降。上述温度范围中的上限温度（1150℃）相当于成品排出侧的上限温度。在高于该上限温度的温度下，容易发生燃料及空气的供给喷嘴的变形等，使得设备管理非常困难。 
图2是包含能够有效地实施本实施方式的烧结用固体燃料的制造方法的回转窑的烧结用固体燃料的制造装置的概略构成图。 
作为烧结用固体燃料使用的成品碎焦的原料即煤由煤漏斗1经由运出传送带2被运出，由设在回转窑4的一端侧的煤投入口3供给到回转窑4的内部。供给到回转窑4内的煤伴随着回转窑4的回转运动，一边向回转窑4的另一端侧（成品排出侧）转动一边缓慢移动，并通过还原气氛下的加热被干馏。干馏结束后的碎焦9经由洒水等冷却装置7及排出传送带8被排出到系统（回转窑4）外。 
在本实施方式中，以贯通回转窑4的另一端（成品排出侧）的端壁的方式，将向回转窑4的一端（原料投入侧）供给燃料的燃料供给燃烧器5配置在回转窑4的内部，从空气压缩机6向该燃料供给燃烧器5供给规定量的空气。从设在回转窑4的成品排出侧的燃料供给燃烧器5向原料投入侧供给的重油或天然气体等燃料通过同时从成品排出侧供给的空气中的氧进行燃烧，被该燃烧热加热了的燃烧气体向原料投入侧移动。 
另一方面，煤由回转窑4的另一端侧（原料投入侧）供给，一边向与 燃烧气体的移动方向相反的方向移动一边通过与燃烧气体的热交换被加热。其结果是，回转窑4内的温度随着从原料投入侧朝向成品排出侧逐渐上升，通过该温度分布从回转窑4内的原料投入侧到成品排出侧，依次形成煤干燥区、煤干馏区、微粉粒子燃烧区。 
从燃料供给燃烧器5供给的燃料在通过空气中的氧进行燃烧后，在形成于回转窑4的成品排出侧的微粉粒子燃烧区中，主要在干馏区生成的低于250μm的微粉粒子因回转窑内的转动而飞舞，通过利用供给空气的剩余氧有效地被燃烧除去。 
从回转窑4内的另一端侧（成品排出侧）朝向一端侧（原料投入侧）的燃烧气体在与煤的热交换后，作为废气（窑废气）向回转窑4外排出。在回转窑4的一端侧（原料投入侧）连接有废气燃烧炉10，在该废气燃烧炉10中进行废气的吸引处理。 
在本实施方式中，主要在干馏区生成的粒径低于250μm的微粉粒子的大部分从原料煤中的粒径低于500μm的煤粒子中生成，因此向回转窑内供给大致与该煤的燃烧所需的理论燃烧空气量和供给燃料的燃烧所需的理论燃烧空气量的合计量相当的量（合计量的90～110%）的空气。通常的原料煤中的粒径低于500μm的煤粒子的比例根据炭种类及粒度有较大不同，但在将原料煤粉碎调整到适合于回转窑中的干馏的低于30mm的粒度的情况下，为10～50质量%左右。 
所以，在本实施方式中，通过如上所述设定向回转窑内供给的空气量，在微粉粒子燃烧区中高效率地通过将在回转窑4内产生的粒径低于250μm的微粉粒子除去，使成品排出侧的成品碎焦中的粒径低于250μm的微粉粒子的含有率低于10质量%。 
朝废气燃烧炉10排出的包含气体状生成物及粉的燃烧废气也可以经由废气燃烧炉10及集尘器11等气体净化设备排到系统外。从经济的观点出发，也可以通过设置废热回收锅炉12进行废气的显热回收，经由烟囱（stack）13排出废气。此外，从谋求设备的紧凑化的观点出发，也可以在废气燃烧炉10不使含有挥发成分的可燃性气体燃烧，而将该可燃性气体直接供给气体消耗设备。 
在本实施方式中，优选对从煤漏斗1向回转窑4内供给的烧结用固体 燃料的原料即煤的粒度预先进行调整，使成品碎焦中所占的15mm以上的粗粒块低于20质量%。由此，在烧结工序中块状的固体燃料不会向烧结层的最下层偏析，能够高效率地进行全部原料填充层的烧结反应。 
在本实施方式中，示出了使用内燃式回转窑的例子，但作为本实施方式的变形例，也能够使用外燃式回转窑。在采用该外燃式回转窑时，能够通过气体燃烧器从其外侧对回转窑进行加热。在此种情况下，从向回转窑内供给燃料的燃料供给燃烧器5，在完全不供给燃料的情况下，只供给与用于使主要在回转窑4内的干馏区中产生的粒径低于250μm的微粉粒子燃烧所需的理论空气量大致相同的量（理论空气量的90～110%）的空气。如此，在外燃式回转窑中，只要对采用内燃式回转窑的上述实施方式的条件中的至少向回转窑内供给的空气量进行变更就可以。 
在本实施方式中，例如，作为原料煤向回转窑供给通过粗粉碎调整到0～30mm的粒度的次烟煤。例如，该原料煤中的粒径低于500μm的煤粒子的比例为大约15质量%。如果将该原料煤投入图2所示的带废热回收锅炉的回转窑，进行干馏以及通过供给规定空气的燃烧处理，则刚从回转窑的成品排出侧排出的成品碎焦中的粒径低于250μm的微粉粒子的比例例如低于1质量%。 
以下，对使用利用上述实施方式的制造方法制造的烧结用固体燃料作为烧结用原料来制造铁矿石烧结矿的制造工序的一实施方式进行简要说明。 
在粉状铁矿石等含铁原料、石灰石等副原料及烧结返矿等中作为热源加入了上述实施方式所示的烧结用固体燃料而形成烧结原料，连续地将该烧结原料装入到DL式的烧结机中的环形转动的烧结台车上，形成原料填充层。然后，用点火炉将原料填充层的表层部中的固体燃料点燃，从烧结台车下部的吸引部（风箱）吸引空气，使燃烧点从原料填充层的上方朝下方移动，连续地进行烧结反应，得到烧结块。在烧结机带（strand）的排矿部处当烧结台车转动时，该烧结块被分割成适当的尺寸，通过自重一边向下方落下一边破碎，如此可制造规定粒度的烧结矿。 
在本实施方式的烧结矿的制造方法中，采用通过在300～1150℃的温度下将煤干馏而得到的固体燃料，因而在烧结工序中焦油、烃气体及NOx的产生少。此外，由于阻碍烧结通气性的粒径低于250μm的微粉粒子少，因而能够进行烧结矿的生产率及成品品质优良的稳定的烧结作业。 
因此，能够防止集尘器内的油分冷凝或集尘效率的下降等问题，减小NOx等的废气处理设备。此外，能够提高烧结矿的制造效率，适应增产。 
另外，由于在烧结用固体燃料中不混入块混入物，因此在烧结工序中不会发生块状固体燃料向烧结层最下层偏析，能够在规定时间内结束烧结反应。 
再有，能够以廉价的、水分、挥发成分及N高的褐煤或次烟煤这样的劣质煤作为原料廉价地制造固体燃料，因此从不能用作焦炭原料的劣质的煤资源的有效利用的方面出发，社会意义也较高。 
实施例 
采用直径1.6m、机长22m的内燃式回转窑，进行以下的实验。 
在比较例1中，使用将VM含量为30%的一般炭（在烧煤锅炉的燃烧中使用的煤）按粒径为20mm以下的粒子包含100%的方式粉碎而得到的原料煤，以3t/h的供给速度将该原料煤投入回转窑中。该原料煤中的粒径低于500μm的煤粒子的比例为14质量%。作为加热用的燃料，由燃料供给头（probe）（燃料供给燃烧器）向回转窑内供给300升/h的重油。 
作为与重油（燃料）供给量对应的燃烧空气量，向回转窑内供给3000Nm3/h的空气。该量为相当于重油（燃料）的燃烧所需的理论空气量的1.2倍的供给量，为供给用于防止从燃料产生煤烟所需的最低限度的过剩空气的条件。 
在实施例1中，采用与比较例1完全相同的煤，使重油（燃料）使用量降到45升/h，将空气的供给量增加到5200Nm3/h。在此种情况下，燃料即重油的燃烧所需的理论空气量大约为420Nm3/h，剩余的大约4780Nm3/h的空气量为成品碎焦中的粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论空气量。在该实施例1中，回转窑内的温度在原料投入侧为300℃，在成品碎焦排出侧为1150℃。 
在比较例2中，采用与比较例1相同的设备，部分变更了比较例1的干馏条件。也就是说，通过变更煤原料的种类，使干馏温度降低，进行干馏试验。这里，使用VM含量为38%的次烟煤作为原料煤。该原料煤中的粒径低于500μm的煤粒子的比例为10质量%。另外，将重油（燃料）的供给量削减到230升/h。空气供给量为相当于理论空气量的1.2倍的330Nm3/h。 
在实施例2中，采用与比较例1完全相同的煤，将重油（燃料）使用量降低到40升/h，将空气的供给量增加到2500Nm3/h。在此种情况下，燃料即重油的燃烧所需的理论空气量大约为370Nm3/h，剩余的空气量为成品碎焦中的粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论空气量。在该实施例2中，回转窑内的温度在原料投入侧为300℃，在成品碎焦排出侧为850℃。 
按比较例1、2及实施例1、2制造的碎焦的粒度分布见表1。成品碎焦中的粒径低于250μm（－0.25mm）的微粉粒子的比例在比较例中为18～30质量%，但在实施例中显著减少（在实施例1中为1.9质量%、在实施例2中为3.8质量%）。 
表1 
  粒度划分   比较例1   比较例2   实施例1   实施例2
  +10mm      （质量%）   1.2   0.2   0.9   0.3
  10～5mm    （质量%）   4.6   1.1   4.0   1.4
  5～2mm     （质量%）   16.4   10.6   17.5   14.5
  2～1mm     （质量%）   23.0   23.5   36.8   37.0
  1～0.5mm   （质量%）   21.6   17.6   31.3   29.8
  0.5～0.25mm（质量%）   14.9   17.6   7.6   13.2
  －0.25mm   （质量%）   18.3   29.4   1.9   3.8
  合计   100.0   100.0   100.0   100.0
使用上述成品碎焦，采用直径为300mmφ、高为600mm的圆筒形烧结试验装置进行烧结试验。以达到表2所示的各原料的配合率的方式，将比较例1、比较例2、实施例1及实施例2的4种碎焦（煤干馏碎焦）与其它原料配合，调制4种烧结原料，在负压15kPa的一定条件下进行烧成，测定生产率、成品率及强度。 
表2 
配合品种（配合原料）   配合率（质量%）
  Yandicoogina   25.0
  Pilbara Blend   15.0
  Rio Doce   16.0
  Carajas   10.0
  石灰石   12.0
  生石灰   0.8
  蛇纹石   2.5
  返矿   14.5
  煤干馏碎焦   4.2
  合计   100.0
烧结试验的结果见表3。使用粒径低于250μm的微粉粒子的比例低的实施例1及实施例2的碎焦时，与比较例1及比较例2相比，实现了20质量%以上的生产率的提高（例如（实施例1的生产率38.6－比较例1的生产率31.4）/38.6≈0.2），成品的成品率以及成品的强度也大幅度提高。 
表3 
  烧结数据   比较例1   比较例2   实施例1   实施例2
  生产率     （t/d/m2）   31.4   32.4   38.6   40.3
  FFS*1      （mm/min）   20.4   21.4   24.5   25.2
  成品率     （+5mm%）   80.6   79.5   82.5   83.8
  旋转强度*2 （+10mm%）   67.8   68.2   72.0   72.5
*1：FFS：Frame Front Speed（烧结燃烧前面的降下速度） 
*2：旋转强度：JIS-M8712（铁矿石的旋转强度试验方法） 
产业上的利用可能性 
根据本发明，能够提供本质上改善烧结工序中的固体燃料的燃烧性、具有为了得到提高烧结矿制造工序的生产率的效果所需的品质的烧结用固体燃料的制造方法。 
符号说明 
1    煤漏斗 
2    运出传送带 
3    煤投入口 
4     回转窑 
5     燃料供给燃烧器（燃烧器） 
6     空气压缩机 
7     冷却装置 
8     排出传送带 
9     碎焦（成品碎焦） 
10    废气燃烧炉 
11    集尘器 
12    废热回收锅炉（锅炉） 
13    烟囱（stack） 

Claims (5)

1.一种烧结用碎焦的制造方法，其特征在于：其是通过利用回转窑在300～1150℃的温度范围中对煤进行加热干馏而制造作为烧结用固体燃料使用的碎焦的烧结用碎焦的制造方法，
从所述回转窑的成品排出侧供给空气及燃料，所述空气的量为所述燃料的燃烧所需的理论燃烧空气量及从所述煤产生的粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论燃烧空气量的合计量的90～110％的范围内的量，将所述燃料和在所述回转窑内从所述煤产生的粒径低于250μm的所述微粉粒子燃烧，对所述煤进行干馏。
2.一种烧结用碎焦的制造方法，其特征在于：其是通过利用回转窑在300～1150℃的温度范围中对煤进行加热干馏而制造作为烧结用固体燃料使用的碎焦的烧结用碎焦的制造方法，
从所述回转窑的成品排出侧供给从所述煤产生的粒径低于250μm的微粉粒子的燃烧所需的理论燃烧空气量的90～110％的范围内的量的空气，将在所述回转窑内从所述煤产生的粒径低于250μm的所述微粉粒子燃烧，对所述煤进行干馏。
3.根据权利要求1或2所述的烧结用碎焦的制造方法，其特征在于：将从所述回转窑的成品排出侧作为成品排出的所述碎焦中粒径低于250μm的微粉粒子所占的含有率调整到低于10质量％。
4.一种烧结用碎焦，其特征在于：其通过权利要求1或2所述的烧结用碎焦的制造方法制造得到，且是通过回转窑在300～1150℃的温度范围中对由褐煤及次烟煤中的1种或2种形成的煤进行加热干馏而得到的碎焦，从所述回转窑的成品排出侧作为成品排出的所述碎焦中，粒径低于250μm的微粉粒子所占的含有率低于10质量％。
5.一种烧结矿的制造方法，其特征在于：将权利要求4所述的烧结用碎焦配合在烧结原料中。
CN201180014238.4A 2010-03-19 2011-03-18 烧结用固体燃料的制造方法、烧结用固体燃料及采用其的烧结矿的制造方法 Active CN102822317B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010064207 2010-03-19
JP2010-064207 2010-03-19
PCT/JP2011/056609 WO2011115262A1 (ja) 2010-03-19 2011-03-18 焼結用固体燃料の製造方法、焼結用固体燃料およびこれを用いた焼結鉱の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102822317A CN102822317A (zh) 2012-12-12
CN102822317B true CN102822317B (zh) 2014-08-27

Family

ID=44649342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180014238.4A Active CN102822317B (zh) 2010-03-19 2011-03-18 烧结用固体燃料的制造方法、烧结用固体燃料及采用其的烧结矿的制造方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP4842410B2 (zh)
KR (1) KR101220596B1 (zh)
CN (1) CN102822317B (zh)
BR (1) BR112012023439B1 (zh)
WO (1) WO2011115262A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103710037A (zh) * 2013-12-20 2014-04-09 清华大学 一种低阶煤流化床提质利用系统及方法
WO2020067384A1 (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 日鉄エンジニアリング株式会社 成形燃料及びその製造方法
JP7397303B2 (ja) * 2019-12-27 2023-12-13 日本製鉄株式会社 焼結鉱の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1069771A (zh) * 1992-08-17 1993-03-10 屈兴贵 利用硫酸渣生产炼铁原料的新技术
JP3510408B2 (ja) * 1995-12-11 2004-03-29 新日本製鐵株式会社 含鉄冶金用コークスの製造方法及び含鉄造粒物
CN1613971A (zh) * 2003-09-11 2005-05-11 社团法人日本钢铁联盟 用于制造高炉用焦炭的原料煤的改性·预处理方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01236295A (ja) * 1988-03-16 1989-09-21 Kawasaki Steel Corp 所望の粒度分布をもつ粉コークスの製造方法
KR100286675B1 (ko) * 1996-12-12 2001-06-01 이구택 철광석의 소결방법
JP2003328044A (ja) * 2002-05-09 2003-11-19 Nippon Steel Corp バイオマス炭化物を利用した焼結鉱製造方法及び下方吸引式焼結鉱製造装置
CN101148695B (zh) * 2007-11-13 2010-09-15 中国科学院过程工程研究所 添加剂改性焦炭降低烧结过程NOx排放的方法
KR101296887B1 (ko) * 2009-02-02 2013-08-14 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 철광석 소결용 탄재
JP5499496B2 (ja) * 2009-03-10 2014-05-21 新日鐵住金株式会社 焼結用燃料炭材の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1069771A (zh) * 1992-08-17 1993-03-10 屈兴贵 利用硫酸渣生产炼铁原料的新技术
JP3510408B2 (ja) * 1995-12-11 2004-03-29 新日本製鐵株式会社 含鉄冶金用コークスの製造方法及び含鉄造粒物
CN1613971A (zh) * 2003-09-11 2005-05-11 社团法人日本钢铁联盟 用于制造高炉用焦炭的原料煤的改性·预处理方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2003-328044A 2003.11.19
JP特许第3510408号B2 2004.01.09
固体燃料种类和配比对钒钛磁铁矿烧结过程及烧结矿性能的影响;张振峰 等;《钢铁钒钛》;20081031;第29卷(第4期);第72-76页 *
张振峰 等.固体燃料种类和配比对钒钛磁铁矿烧结过程及烧结矿性能的影响.《钢铁钒钛》.2008,第29卷(第4期),第72-76页.

Also Published As

Publication number Publication date
BR112012023439B1 (pt) 2019-02-19
BR112012023439A2 (pt) 2016-05-24
JPWO2011115262A1 (ja) 2013-07-04
KR101220596B1 (ko) 2013-01-11
KR20120115585A (ko) 2012-10-18
CN102822317A (zh) 2012-12-12
JP4842410B2 (ja) 2011-12-21
WO2011115262A1 (ja) 2011-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4893136B2 (ja) 木質バイオマスを原料とした高炉操業方法
CN104334511B (zh) 具有用于难燃燃料的气化反应器的用于制造水泥熟料的设备
CN108003959A (zh) 生物质炭化代替煤粉喷吹高炉内的方法
CN102010728A (zh) 一种由煤热解制取半焦、焦油和煤气的方法
JP5786795B2 (ja) アブラ椰子核殻炭による焼結鉱製造方法
JP5403027B2 (ja) 木質バイオマスを原料とした高炉操業方法およびコークスの製造方法
CN102180604B (zh) 一种旋转床设备以及旋转床生产高活度石灰的工艺方法
JP4837799B2 (ja) 焼結鉱の製造方法
KR101405480B1 (ko) 성형탄의 제조 방법
JP2020186436A (ja) 焼結鉱の製造方法
CN102822317B (zh) 烧结用固体燃料的制造方法、烧结用固体燃料及采用其的烧结矿的制造方法
CN105776218A (zh) 电石的制备系统和方法
CN101434461A (zh) 废弃物的处理设备及处理方法
CN102190449B (zh) 一种菱镁矿轻烧系统及轻烧方法
CN103370396B (zh) 部分碳化煤压块的制备方法、部分碳化煤压块的制备装置及铁水制备装置
JPS58208157A (ja) 立窯内で焼成ドロマイトを製造するための方法およびこの方法を実施するための立窯
CN103820138A (zh) 一种粉煤干馏及高温煤气净化设备及方法
CN102300965B (zh) 铁矿石烧结用炭材
JP5929489B2 (ja) アブラ椰子核殻炭の製造方法
CN102732275A (zh) 以燃煤热风炉作为供热的褐煤干馏装置
KR101262596B1 (ko) 저온 건류에 의한 페로코크스의 제조방법
JP2016160473A (ja) 部分還元鉄製造装置及び方法
CN107325844A (zh) 一种功能性气化生产系统
KR20170103503A (ko) 소결 방법 및 장치
CN201648243U (zh) 菱镁矿轻烧系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: NIPPON STEEL + SUMITOMO METAL CORPORATION

Free format text: FORMER OWNER: SHIN NIPPON STEEL LTD.

Effective date: 20130410

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20130410

Address after: Tokyo, Japan

Applicant after: Nippon Steel Corporation

Address before: Tokyo, Japan

Applicant before: Nippon Steel Corporation

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Nippon Iron & Steel Corporation

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Nippon Steel Corporation