JP2000328148A - 磁力を用いた焼結原料の装入方法 - Google Patents

磁力を用いた焼結原料の装入方法

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JP2000328148A
JP2000328148A JP13934199A JP13934199A JP2000328148A JP 2000328148 A JP2000328148 A JP 2000328148A JP 13934199 A JP13934199 A JP 13934199A JP 13934199 A JP13934199 A JP 13934199A JP 2000328148 A JP2000328148 A JP 2000328148A
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JP13934199A
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Nobuyuki Oyama
伸幸 大山
Koichi Nushishiro
晃一 主代
Katsutoshi Igawa
勝利 井川
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼結機のパレット上に形成される焼結原料層
の上部脆弱層にコークス等の固体燃料をより多く偏析さ
せる。 【解決手段】 強磁性含鉄原料1と固体燃料2とを予備
造粒機14に供給して予め疑似粒子を形成し、この疑似粒
子原料とその他の焼結原料とを混合した配合原料を給鉱
ホッパ5内に貯蔵する。給鉱ホッパ5内から切り出した
配合原料を、裏面側の上下方向に沿って複数個の永久磁
石を直列に配列したプレート式スローピングシュートを
介してパレット上に装入する。パレット上に形成される
焼結原料層の上層部に強磁性含鉄原料と固体燃料とから
なる疑似粒子原料が多く偏析するので、焼結原料層の上
層部の焼結性が改善され、焼結鉱の歩留や冷間強度の向
上が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉装入原料の一
つである焼結鉱を製造する磁力を利用した焼結原料の装
入方法に関し、焼結機のパレット上に形成される焼結原
料層の上部脆弱層にコークス等の固体燃料をより多く偏
析させることで、焼結層内の温度履歴を均一にし、最終
製品である焼結鉱の冷間強度や歩留を確保し、かつ、被
還元性と還元崩壊性を改善することを目的とするもので
ある。
【0002】
【従来の技術】ドワイトロイド式焼結機で焼結鉱を製造
する際、まず、図9に示すように、返鉱、マグネタイト
系鉱石等の強磁性含鉄原料1と、コークス粉、無煙炭、
高炉ダスト等の固体燃料2と、比較的弱磁性の粉状鉄鉱
石、ミルスケールや石灰石、蛇紋岩等のその他の原料3
とをドラムミキサー4において水分7%程度に調整、造
粒した配合原料を、DL式焼結機が備えた給鉱ホッパ5
に搬送する。そして、図10に示すように、給鉱ホッパ5
内の配合原料6をドラムフィーダ7を用いて切り出し、
例えば、特開平9-302422号公報に開示されているよう
に、裏面側の上下方向に沿って複数個の永久磁石10を直
列に配列したプレート式のスローピングシュート8に供
給する。配合原料6は、スローピングシュート8上を滑
り落ちる際に、永久磁石10の磁場の影響で磁気ブレーキ
が作用し、配合原料6の落下速度が低下するとともに、
返鉱等の強磁性含鉄原料がスローピングシュート8側に
引き寄せられ、最終的にパレット11に装入された時に
は、焼結原料層9の上層部にこれら返鉱等の強磁性焼結
原料12が偏析した状態となる。
【0003】また、図3に示す場合にも同様に、給鉱ホ
ッパ5内からドラムフィーダ7を用いて切り出された配
合原料6は、磁石13(永久磁石または電磁石)を内蔵し
たドラムシュート16に反発して、パレット11に装入され
る際に、返鉱等の強磁性含鉄原料は、ドラムシュート16
側に引き寄せられ、パレット11上の焼結原料層9の上層
部に偏析する。
【0004】その後、点火バーナ(図示せず)で焼結原
料層9の表層部に着火し、この焼結原料層9の上方の空
気を排風機(図示せず)でパレット11に設けたグレート
バーから下方に吸引しつつパレット11を焼結機の後端部
側に進行させる過程で焼結原料層9の焼結が行われ、こ
れにより焼結鉱が製造される。このように製造された成
品焼結鉱の被還元性は、とくに、高炉の操業を大きく作
用する因子として、従来から指摘されている。例えば、
図4と図5に示すように、焼結鉱の還元率と高炉での燃
料比との間には、高炉でのガス利用率を介して、良好な
負の相関があり、焼結鉱の還元率を向上させると、高炉
での燃料比は低下することができる。通常、焼結鉱の被
還元性は、JIS で定義されており、以後、JIS-RIと記
し、後述するように、焼結操業におけるコークス添加割
合と良好な負の相関がある。。
【0005】また、図6に示す焼結鉱のJIS-RIや図7に
示す焼結鉱の歩留は、コークス添加量の影響を大きく受
け、焼結原料層の下層部では、コークス量を低下させる
と、歩留は大きく低下しないものの、被還元性は大きく
向上する。また、上層部では、コークス量を増加させる
と歩留は大きく向上するが、被還元性はあまり変化しな
い。図6、図7の実験範囲内では、上層部にはコークス
を増加し、下層部ではコークスを低下させることで、歩
留を増加させ、かつ、焼結鉱の被還元性を向上させるこ
とができることが分かる。
【0006】このように、焼結鉱を製造する際には、焼
結原料層7のコークス偏析状態が、焼結操業における成
品焼結鉱の生産性、歩留および品質(冷間強度、被還元
性、還元崩壊性)に大きな影響を与える。従来技術にお
けるパレット上の焼結原料層の上層、中層、下層の各々
のコークス割合および焼結鉱の被還元性(JIS-RI)、還
元崩壊性(RDI )を表1に示す。
【0007】
【表1】
【0008】表1から、下方吸引式のドワイトロド式焼
結機においては、焼結原料層の上層部は1300℃以下の低
温で焼結されるため、歩留やそれと良好な対応がある冷
間強度が低く、逆に、被還元性(JIS-RI)や還元崩壊性
(RDI )は良好となる。この理由は低温で焼結される
と、気孔の合体が下層部ほど進行せず、歩留に悪影響を
与える微細気孔が増加する。しかし、これらの微細気孔
は、還元中に還元ガスの流路となるため、被還元性は向
上する。また、還元崩壊性を悪化させる二次ヘマタイト
の生成は起こらず、還元崩壊性は良好となる。したがっ
て、焼結原料全体に対するコークス量を低減して、低温
で焼結できれば、被還元性や還元崩壊性は改善され、高
炉の炉安定や燃料比の低減につながるが、歩留やそれと
良好な対応がある冷間強度が低下するため、コークス量
を低減できないのが実状であった。
【0009】このため、これまでに様々な焼結原料層の
上層部へのコークス偏析手段が試みられ、たとえば、特
開平8-73951 号公報では、給鉱ホッパをパレットの進行
方向にもう一つ設け、その給鉱ホッパからコークスを増
加させた焼結原料を気体輸送し、上層部に吹き込む技術
が提案されている。また、特開平7-18345 公報では、コ
ークス量を増加させた焼結原料を気体輸送し、上層部に
吹き込む技術が提案されている。しかし、いずれも給鉱
ホッパから焼結機までの焼結原料の輸送ルートが並行し
て2本が必要となり、これに伴いドラムミキッサやコン
ベヤを新設するため、膨大な設備投資が必要となるだけ
でなく、これらの運転費が必要となり、操業コストの上
昇を招くことになる。また、焼結原料を気体輸送する場
合は、焼結原料による配管内の磨耗や付着が問題とな
り、長時間安定的に使用できない等の問題点があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消するため、膨大な設備を必要としない
で上記特開平9-302422号公報に開示された磁力を利用し
た焼結原料の装入装置を備えたドワイトロイド式焼結機
を用いて焼結鉱を製造する際に、パレット上に形成され
た焼結原料層の上層部にコークス等の固体燃料を多く偏
析させて、焼結鉱の歩留や冷間強度を向上させ、かつ、
被還元性や還元崩壊性を改善することができる焼結鉱の
製造方法を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項1記載の本発明は、給鉱ホッパ内に貯蔵した配
合原料をドラムフィーダを用いて切り出し、裏面側の上
下方向に沿って複数個の永久磁石を直列に配列したプレ
ート式スローピングシュート、または、磁石を内蔵した
ドラムシュートを介してドワイトロイド式焼結機のパレ
ット上に装入して焼結原料層を形成する焼結原料の装入
方法において、前記配合原料が、強磁性含鉄原料と固体
燃料とを予め予備造粒機に供給して疑似粒子化した疑似
粒子原料とその他の焼結原料とを混合したものであるこ
とを特徴とする磁力を用いた焼結原料の装入方法であ
る。
【0012】請求項2記載の本発明は、前記配合原料
が、強磁性含鉄原料と固体燃料とバインダとを予め予備
造粒機を用いて疑似粒子化した疑似粒子原料とその他の
焼結原料と混合したものであることを特徴とする請求項
1記載の磁力を用いた焼結原料の装入方法である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に本発明の創案経緯および具
体的な実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図1
に示すように、強磁性である返鉱またはマグネタイト系
鉱石等の強磁性含鉄原料1と、コークス粉等の固体燃料
2の各粉体を、予めペレタイザもしくはアイリッヒミキ
サ等の予備造粒機14でいったん造粒して疑似粒子を作成
した後、この疑似粒子焼結原料をその他の焼結原料3と
一緒にドラムミキサ4に装入し、混合して造粒し、該強
磁性含鉄原料1と固体燃料2とからなる疑似粒子焼結原
料をその他の焼結原料3と混合した配合原料を給鉱ホッ
パ5へ輸送して貯蔵する。
【0014】例えば、配合原料の全量を100 部として強
磁性含鉄原料である返鉱は20部、固体燃料であるコーク
スは5部、その他の焼結原料は75部とする。その内、最
も効果的と思われる組み合わせは、返鉱の20部とコーク
スの3部とを予備造粒機14により予備造粒した23部の強
磁性を有する疑似粒子原料とする。なお、強磁性含鉄原
料と固体燃料とを予め予備造粒機を用いて疑似粒子を形
成する際に、適宜にバインダを用いて疑似粒子とするこ
とができる。次に、この23部の疑似粒子原料と、その他
の焼結原料 75 部と、コークス2部とを既設のドラムミ
キサ4に投入して混合し、100 部の配合原料として給鉱
ホッパ5に貯蔵する。
【0015】そして、図2に示すように、DL式焼結機
が備えた給鉱ホッパ5内の配合原料6をドラムフィーダ
7を用いて切り出し、裏面側の上下方向に沿って複数個
の永久磁石10を直列に配列したプレート式のスローピン
グシュート8を介して矢印方向に連続的に移動するパレ
ット11上に装入し、焼結原料層9を形成する。配合原料
6は、スローピングシュート8上を滑り落ちる際に、永
久磁石10の磁場の影響で磁気ブレーキが作用し、配合原
料6の落下速度が低下するとともに、返鉱の20部とコー
クスの3部とからなる強磁性の疑似粒子原料15がスロー
ピングシュート8側に引き寄せられ、最終的にパレット
11に装入された時には、焼結原料層9の上層部に強磁性
の疑似粒子原料15が偏析した状態となる。
【0016】また、図3に示す場合にも同様に、給鉱ホ
ッパ5内からドラムフィーダ7を用いて切り出された配
合原料6は、磁石13を内蔵したドラムシュート12に反発
して、パレット11に装入される際に、強磁性の疑似粒子
原料15がドラムシュート12側に引き寄せられ、最終的に
パレット11上に装入された焼結原料層9の上層部に強磁
性でかつコークスの多い疑似粒子原料15が偏析した状態
になる。
【0017】すなわち、強磁性含鉄原料と固体燃料とを
予め予備造粒機に供給し疑似粒子化した後、該疑似粒子
化原料とその他の焼結原料とを混合した状態の配合原料
を、磁場の影響下でパレット11に装入されたとき、上層
部に偏折させる。そして、この偏折した上層部は前記の
如く固体燃料の多い強磁性含鉄原料から成るため、後述
する点火時に燃焼不足を生じることなく焼結が行われ得
ることになる。
【0018】パレット11上に装入され、その後、点火バ
ーナ(図示せず)で強磁性でかつコークスの多い疑似粒
子原料15が偏析する表層部に着火する。そして、焼結原
料層9の上方の空気を排風機(図示せず)でパレット11
に設けたグレートバーから下方に吸引しつつパレット11
を焼結機の後端部側に進行させる過程で焼結原料層9の
焼結が行われ、焼結鉱が製造される。得られた焼結鉱の
高さ方向の歩留(%)、被還元性JIS-RI(%)および還
元崩壊性RDI (%)を測定した。その結果を、表2およ
び図8に示す。
【0019】
【表2】
【0020】表2および図8並びに前記表1から明らか
なように、本発明を採用することにより、従来に比較し
て、固体燃料であるコークスの上部偏析が強化され、全
層平均で焼結鉱の歩留が1%強向上することが確認され
た。さらに、被還元性や還元崩壊性が悪かった下層部に
おいて、顕著な改善が見られ、全層平均で被還元性につ
いては2%、還元崩壊性については約3%改善できた。
【0021】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
給鉱ホッパ内に強磁性含鉄原料と固体燃料とを予め予備
造粒機を用いて疑似粒子を形成し、この強磁性含鉄原料
と固体燃料とからなる疑似粒子焼結原料をその他の焼結
原料と混合した配合原料を貯蔵し、この給鉱ホッパ内の
配合原料をドラムフィーダを用いて切り出し、裏面側の
上下方向に沿って複数個の永久磁石を直列に配列したプ
レート式スローピングシュート、または、磁石を内蔵し
たドラムシュートを介してドワイトロイド式焼結機のパ
レット上に装入される。
【0022】このためパレット上に形成される焼結原料
層の上層部に強磁性含鉄原料と固体燃料とからなる疑似
粒子焼結原料が多く偏析させることができる。その結
果、パレット上に装入された焼結原料層の上層部の焼結
性が向上され、焼結鉱の歩留や冷間強度が向上すると共
に、高炉に装入された焼結鉱の被還元性や還元崩壊性を
改善することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る焼結原料の配合工程を示すフロー
図である。
【図2】本発明に係る裏面側の上下方向に沿って複数個
の永久磁石を直列に配列したプレート式のスローピング
シュートを備えた焼結原料装入装置を示す縦断面図であ
る。
【図3】本発明に係る磁石を内蔵した磁石ドラムを備え
た焼結原料装入装置を示す縦断面図である。
【図4】高炉における焼結鉱還元率とガス利用率との関
係を示すグラフである。
【図5】高炉におけるガス利用率と燃料比との関係を示
すグラフである。
【図6】焼結原料のコークス添加割合とJIS-RIとの関係
を示すグラフである。
【図7】焼結原料のコークス添加割合と焼結鉱の歩留と
の関係を示すグラフである。
【図8】(A) 焼結原料層厚とコークス割合との関係を示
すグラフ、(B) 焼結原料層厚と焼結鉱の歩留との関係を
示すグラフ、(C) 焼結原料層厚とJIS-RIとの関係を示す
グラフ、(D) 焼結原料層厚とRDI との関係を示すグラフ
である。
【図9】従来に係る焼結原料の配合工程を示すフロー図
である。
【図10】従来に係る裏面側の上下方向に沿って複数個の
永久磁石を直列に配列したプレート式スローピングシュ
ートを備えた焼結原料装入装置を示す縦断面図である。
【図11】従来に係る磁石を内蔵した磁石ドラムを備えた
焼結原料装入装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 強磁性含鉄原料 2 固体燃料 3 その他の焼結原料 4 ドラムミキサ 5 給鉱ホッパ 6 配合原料 7 ドラムフィーダ 8 スローピングシュート 9 焼結原料層 10 永久磁石 11 パレット 12 強磁性焼結原料 13 磁石 14 予備造粒機 15 疑似粒子原料 16 ドラムシュート(磁石内蔵型)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井川 勝利 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Fターム(参考) 4K001 AA10 BA04 CA33 CA39 CA41 GA10 GB01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 給鉱ホッパ内に貯蔵した配合原料をドラ
    ムフィーダを用いて切り出し、裏面側の上下方向に沿っ
    て複数個の永久磁石を直列に配列したプレート式スロー
    ピングシュート、または、磁石を内蔵したドラムシュー
    トを介してドワイトロイド式焼結機のパレット上に装入
    して焼結原料層を形成する焼結原料の装入方法におい
    て、前記配合原料が、強磁性含鉄原料と固体燃料とを予
    め予備造粒機に供給して疑似粒子化した疑似粒子原料と
    その他の焼結原料とを混合したものであることを特徴と
    する磁力を用いた焼結原料の装入方法。
  2. 【請求項2】 前記配合原料が、強磁性含鉄原料と固体
    燃料とバインダとを予め予備造粒機を用いて疑似粒子化
    した疑似粒子原料とその他の焼結原料と混合したもので
    あることを特徴とする請求項1記載の磁力を用いた焼結
    原料の装入方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002285252A (ja) * 2001-03-26 2002-10-03 Kawasaki Steel Corp 焼結原料のサンプリング方法および装置
JP2013221164A (ja) * 2012-04-13 2013-10-28 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp 焼結鉱の製造方法
JP2015168879A (ja) * 2014-03-11 2015-09-28 Jfeスチール株式会社 焼結機の操業方法
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