JP2000212652A - 焼結鉱の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高結晶水鉱石配合率が45％以上の焼結原料を
焼結するに際して、上層部から下層部まで均一な品質の
焼結鉱を得る焼結鉱の製造方法を提供する。 【解決手段】 ドワイトロイド型焼結機による焼結鉱の
製造方法において、高結晶水鉱石配合率が45％以上の焼
結原料を焼結するに際して、パレット６の進行方向に向
けて原料堆積層４の下部から堆積層の厚さの 0.2〜0.6
の位置に通気棒13の先端に設けたフラット板２をパレッ
トの幅方向に複数枚配設した状態で焼結原料１を装入
し、さらに、カットオフプレート11の出側に設けたパレ
ット幅の圧密ロール３で原料堆積層の表面を10〜30mm圧
密したのち焼結する焼結鉱の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドワイトロイド
（ＤＬ）型焼結機の焼結原料装入部において、パレット
上に装入した焼結原料の充填密度と通気性を制御して高
結晶水鉱石配合率が45％以上の焼結原料を焼結する焼結
鉱の製造方法の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＤＬ型焼結機による焼結鉱の製造方法
は、エンドレスに移動するパレットの上に、まず床敷鉱
ホッパーから切り出した床敷鉱を敷きつめる。次いで原
料ホッパーからロールフィーダ等により切り出した焼結
原料を傾斜したスローピングシュートを介して床敷鉱を
敷きつめたパレット上に供給し、原料堆積層を形成す
る。このとき、パレットの反進行方向側には原料の安息
角に従った斜面でもって原料が堆積し、パレットの進行
方向側に原料堆積層が形成される。この原料堆積層はカ
ットオフプレートで平らに均される。そして、パレット
の幅方向に配列した複数の燃焼用バーナーを備えた点火
炉を用いて原料堆積層の上層部に点火するとともに、パ
レットの下に配置されたウインドボックスにより吸気を
行い、パレットが排鉱側終端へ移動する間にパレット上
の原料堆積層を焼結する方法である。

【０００３】ＤＬ型焼結機の場合は、ロールフィーダよ
り切り出された原料はスローピングシュートを介して床
敷鉱を敷きつめたパレット上に供給される。原料はスロ
ーピングシュートから原料堆積層の斜面に自由落下させ
て斜面で分級し、 500〜600mm 程度の層厚で原料を装入
する。そして、原料堆積層の表面より着火し、下方吸引
して上層部から下層部へかけて焼成を行うが、上層部は
点火炉出側での着火後の溶融帯幅は狭く吸引速度が速く
なるため、急激に冷却され必要な高温保持時間が不足し
て脆弱な焼結鉱が形成され、このため多量の粉が発生し
焼結歩留りを低下させる。また、下層部は上層部の既焼
結層を通過するガスが予熱されているため上層部に比較
して焼結層の冷却速度が遅いため予熱効果が大きく溶融
帯が広くなり通気性が著しく阻害され、生産性が低下す
る。

【０００４】これらの問題点の解決策として、圧密ロー
ルを用いて原料堆積層の上層部を均一に圧密するととも
に、パレット幅方向における充填密度の均一化を図るこ
とにより均一な品質の焼結鉱を製造する焼結機の原料堆
積層の圧密装置が特開昭63-75482号公報に提案されてい
る。一方、パレット上に装入した原料堆積層の上層域の
脆弱部を除いた中・下層の領域に、通気板を用いて原料
堆積層を乱すことなく通気性を確保する通気溝を形成し
て原料堆積層における均一なガスの流れと通気性を確保
する焼結鉱の製造方法と装置が特開平09-184022 号公報
に提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、焼結鉱の原料と
しては、主として赤鉄鉱(Fe₂O₃: ヘマタイト) や磁鉄鉱
(Fe₃O₄: マグネタイト) が使用されてきた。しかし、近
年の良質鉱石の産出量の減少にともない、ゲーサイト(F
e₂O₃・H₂O)を多く含有する、いわゆる高結晶水鉱石の使
用量が次第に増加する傾向にある。この鉱石は多量 (通
常 4質量％程度以上) の結晶水を含有しているのが特徴
であり、焼結鉱製造用原料として多量に使用すると、結
晶水を除去するために消費熱量が増大するだけでなく、
焼成時の水分の蒸発と固体燃料の燃焼による急激な温度
上昇に伴うガス線速の増加と、多量のカルシウムフェラ
イト系融液が生成することにより、充填層の通気性が悪
化することから製品焼結鉱の強度や歩留、生産性が低下
する。

【０００６】また、高結晶水鉱石の特性として粒度は他
の鉱石に比べて粗であるため、高結晶水鉱石を多量に配
合すると平均原料粒度が粗くなる。ここで粒度の一例を
示すると、高結晶水鉱石の平均粒径は 3.0〜3.5mm 、一
般鉱石の平均粒径は 2.2〜2.7mm である。このため、上
層部では吸引速度は益々速くなる。中・下層部の通気性
を確保するために通気板を用いると、上層部は、さらに
通気板で下層部に形成される通気溝の影響により焼結速
度が速くなる上に、冷却速度も速くなり、すなわち、焼
結層の最高到達温度もより低く、かつ保持時間もより短
くなるので、強度の弱い脆弱層となり、このため多量の
粉が発生し焼結歩留りが低下することになる。一方、上
層部を圧密ロールで均一に圧密するだけでは、高結晶水
鉱石の偏析率の高い中・下層部では焼成の際に高結晶水
鉱石特有の過溶融を引き起こし、溶融帯が広くなり通気
性が悪化し原料の中・下層部に岩盤が形成され、その下
部が生原料のまま排出されるため、生産性、歩留りの低
下を起こす。（高結晶水鉱石の平均粒径：3.0 〜3.5mm
、一般鉱石の平均粒径：2.2 〜2.7mm ）

【０００７】上記の特開昭63-75482号公報および特開平
09-184022 号公報に記載の提案は通常の鉱石を使用する
場合の個々の問題点に対する対策であり、高結晶水鉱石
配合率を高めた場合の対策としては十分なものとはいえ
ない。すなわち、圧密ロールを用いて原料堆積層の上層
部を均一に圧密するだけでは、中・下層部の通気性の確
保は達成されず、通気板を用いて中・下層部に複数の通
気溝を形成するだけでは、上層部の充填密度の改善は達
成されない。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、高結晶水鉱石配合率が45％以上の焼結
原料を焼結するに際して、圧密ロールを用いて上層部の
充填密度を大きくして通気を抑制して脆弱部をなくし、
強度、歩留りの向上を図り、通気棒の先端に設けたフラ
ット板を用いて通気溝を形成し下層部の通気性を確保し
溶融帯の広がりを制御して生産性の向上を図り、上層部
から下層部まで均一な品質の焼結鉱を得る焼結鉱の製造
方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】その要旨は、ドワイトロ
イド型焼結機による焼結鉱の製造方法において、高結晶
水鉱石配合率が45％以上の焼結原料を焼結するに際し
て、パレットの進行方向に向けて原料堆積層の下部から
堆積層の厚さの 0.2〜0.6 の位置に通気棒の先端に設け
たフラット板をパレットの幅方向に複数枚配設した状態
で焼結原料を装入し、さらに、カットオフプレートの出
側に設けたパレット幅の圧密ロールで原料堆積層の表面
を10〜30mm圧密したのち焼結する焼結鉱の製造方法であ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例であるＤＬ型焼
結機の通気棒の先端に設けたフラット板および圧密ロー
ルの概念図を図１に示す。図１に示すように、パレット
の進行方向に向けてパレット６の上方に原料堆積層４の
下部から堆積層の厚さの 0.2〜0.6 の位置になるように
通気棒13の先端に設けたフラット板２をパレットの幅方
向に複数枚配設した状態で、ホッパ８内の焼結原料１を
ロールフィーダ９で切り出し、ベルトシュート10を介し
てパレット６上に敷き詰められた床敷鉱７の上に装入す
る。装入されて形成された原料堆積層４はパレットの進
行とともにパレットの進行方向に移動し、複数枚のフラ
ット板２によって原料堆積層内に複数の通気溝５が形成
される。フラット板２の配設高さは、図２に示す原料装
入時に生じる高結晶水鉱石の偏析度の大きい位置、すな
わち原料堆積層の下部から堆積層の厚さの0.2〜0.6 の
位置に限定する。

【００１１】さらに原料堆積層４はパレットの進行とと
もにパレットの進行方向に移動し、カットオフプレート
11で平らに均される。そして、カットオフプレート11の
出側に設けたパレット幅の圧密ロール３で原料堆積層４
の表面を10〜30mm圧密する。原料堆積層の表面を圧密す
ることによって、原料堆積層４の上層部の充填密度が大
きくなる。ちなみに、発明者らが行った実験では、圧密
の影響は原料堆積層の1/2まで及び、例えば、表面〜100
mm の間で9.4mm 圧密されると、 100mm〜200mm の間で
6.1mm、 200mm〜300mm の間で 3.3mm圧密される。

【００１２】このように、高結晶水鉱石配合率が45％以
上の焼結原料を焼結するに際して、パレットの上方に配
設した複数枚のフラット板２で原料堆積層内に複数の通
気溝５を形成することによって、下部層の過溶融による
通気性の悪化が改善され、通気性の悪化に起因する岩盤
の形成は避けられ原料堆積層の下部まで焼結され生産
性、歩留りが向上する。また、パレット幅の圧密ロール
３で原料堆積層の表面を10〜30mm圧密することによっ
て、原料堆積層４の上層部の充填密度が大きくなり、上
層部での通気を抑制することにより強度の高い層となり
粉の発生が防止され焼結歩留りが向上する。

【００１３】

【実施例】フラット板２は、厚さは 4mmで、図１に示す
ように、1800mm長さの通気棒13の一端に、幅 700〜500m
m で変化する矢羽状の形状をしている。すなわち通気棒
13とフラット板２を含めた長さは2500mmである。フラッ
ト板２の高さはフラット板が原料堆積層の下部から堆積
層の厚さの 0.2〜0.6 の位置にくる高さ、すなわち原料
堆積層厚の 0.4倍である。幅と厚さは原料堆積層内に形
成した通気溝が壊れないための大きさとして選んだ。ま
た、高さを原料堆積層厚の 0.4倍としたのは、図２に示
すように、高結晶水鉱石配合率が高くなると原料堆積層
内の高結晶水鉱石の偏析度が変化するため、偏析度の変
化が大きい原料堆積層厚の 0.2〜0.6の位置にフラット
板を位置させるためである。また、フラット板２は、パ
レットの移動に干渉しない位置に設置した昇降装置12に
通気棒13を介して接続され、昇降装置12によってフラッ
ト板２の原料堆積層厚方向の位置が変えられるようにな
っている。また、昇降装置12は原料とフラット板間の抵
抗によりフラット板２が排鉱側に持って行かれる力に打
ち勝つものでなければならない。さらに通気棒13の形状
は、原料装入後の堆積原料の粒度分布を乱さないよう
に、できるだけ原料装入時の障害にならな形状、すなわ
ち厚さの薄い形状または径の小さい棒状にすることが重
要である。実施例の通気棒13の長さは1800mmで直径12mm
の丸棒である。

【００１４】フラット板の配列は、2360mmのパレット幅
に対して、幅方向に 200mm間隔で９枚配設し、パレット
の両側はウインドボックスによる吸引風量が多いため、
吸引方向の内側はパレット端から 280mm、吸引方向の外
側は 480mm間隔を開けた。フラット板の間隔が狭くなる
と原料とフラット板間の抵抗が増し、原料がフラット板
の間に均一に入らず理想とする通気溝が形成されなくな
るため、原料がフラット板の間に均一に入る最も狭い間
隔として 200mmを採用した。また、フラット板のパレッ
ト進行方向に対する位置は、原料装入時の原料堆積層斜
面に影響を与えないように、原料装入位置から離れカッ
トオフプレート11の手前が好ましい。その理由は、フラ
ット板が原料堆積層斜面に掛かると装入原料の流れが悪
くなり、斜面での分級作用がなくなり粗粒の原料が下ま
で流れなくなるからであり、一方、フラット板がカット
オフプレート11の後ろ側（排鉱側）にあると、原料堆積
層表面に通気溝に添って窪みができ、風の吸引が不均一
になるからである。

【００１５】図１に示すように、パレット幅の圧密ロー
ル３は、油圧等の圧密装置（図示せず）で上下方向に昇
降可能な構造でカットオフプレート11の出側に設けられ
ている。圧密量は、原料堆積層の上層部の充填密度を大
きくするために必要な圧密量として下限を10mmに限定
し、フラット板による通気溝が潰れない圧密量として上
限を30mmに限定した。圧密は原料堆積層の表面がカット
オフプレート11で平らに均された後、圧密ロール３を降
下させて行なう。

【００１６】上記のフラット板と圧密ロールを備えたＤ
Ｌ型焼結機を用いて焼結鉱を製造した。使用した鉄鉱石
の配合割合、フラット板の有無、圧密量および焼結鉱製
造結果を表１に示す。高結晶水鉱石には結晶水を 8〜10
％含有するピソライト鉱石を用いた。なお、新原料とし
ての鉄鉱石と副原料の配合割合は鉄鉱石：副原料＝80：
20である。また、原料堆積層の厚さは 540〜580mm であ
る。なお、この外に床敷鉱が30mm程度ある。

【００１７】表１に示すように、本発明例のNo.1、No.2
は高結晶水鉱石配合率が50％であるが、フラット板を使
用し圧密を行っているため、高結晶水鉱石配合率が35％
である比較例のNo.8と同程度の生産性、鍋歩留、落下強
度を示している。なお、比較例No.8は高結晶水鉱石配合
率が35％であるためフラット板を使用せず圧密も行って
いない。

【００１８】比較例No.3、 4、 5の高結晶水鉱石配合率
は本発明例No.1、No.2と同じであるが、比較例No.3はフ
ラット板を使用しているものの圧密を行っていないため
鍋歩留と落下強度が、比較例No.4はフラット板を使用せ
ず圧密のみを行っているため生産性が、比較例No.5はフ
ラット板を使用せず圧密も行っていないため生産性、鍋
歩留、落下強度が、本発明例に比較して低下している。
このように高結晶水鉱石配合率が高くなるとフラット板
の使用と圧密することが必須の焼結条件となる。

【００１９】比較例No.6は高結晶水鉱石配合率が45％で
あるが、上記のようにフラット板の使用と圧密すること
が必須となる。比較例No.7は高結晶水鉱石配合率が40％
であるため、生産性と鍋歩留はやや低下するもののフラ
ット板を使用せず圧密を行わずに焼結鉱の製造が可能で
ある。

【００２０】なお、表１の鍋歩留は〔製品／（新原料＋
返鉱）〕×100(％) で示し、落下強度は、JIS M 8711に
準拠し、10〜25mm粒度の製品焼結鉱20kgを2mの高さから
鉄製台上に一度に落下させる操作を４回繰り返した後、
全量を10mmの篩で篩分けし、下記式を用いて算出したも
のである。 落下強度（％）＝（篩上の質量／落下試験前の質量）×
100

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】上述から明らかなように、本発明に係わ
る焼結鉱の製造方法は、フラット板と圧密ロールを備え
たＤＬ型焼結機を用いるため、高結晶水鉱石配合率が45
％以上の焼結原料を焼結するに際して、圧密ロールを用
いて上層部の充填密度を大きくし、フラット板を用いて
通気溝を形成し下層部の通気性を確保することができる
ため、上層部から下層部まで均一な品質の焼結鉱を得る
ことができる。したがって、本発明の焼結鉱の製造方法
は、高結晶水鉱石配合率が45％以上の場合でも、高い歩
留りで、かつ生産性の高い操業が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるＤＬ型焼結機のフラッ
ト板および圧密ロールの概念図である。

【図２】高結晶水鉱石高配合率における原料堆積層内の
高結晶水鉱石の偏析度の変化を示す図である。

【符号の説明】

１…焼結原料、２…フラット板、３…圧密ロール、４…
原料堆積層、５…通気溝、６…パレット、７…床敷鉱、
８…ホッパ、９…ロールフィーダ、10…ベルトシュー
ト、11…カットオフプレート、12…昇降装置、13…通気
棒。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 純生 兵庫県神戸市灘区灘浜東町２番地 株式会 社神戸製鋼所神戸製鉄所内 Ｆターム(参考） 4K001 AA10 BA04 CA41 CA43 GA10 GB01

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドワイトロイド型焼結機による焼結鉱の
   製造方法において、高結晶水鉱石配合率が45％以上の焼
   結原料を焼結するに際して、パレットの進行方向に向け
   て原料堆積層の下部から堆積層の厚さの 0.2〜0.6 の位
   置に通気棒の先端に設けたフラット板をパレットの幅方
   向に複数枚配設した状態で焼結原料を装入し、さらに、
   カットオフプレートの出側に設けたパレット幅の圧密ロ
   ールで原料堆積層の表面を10〜30mm圧密したのち焼結す
   ることを特徴とする焼結鉱の製造方法。