JP2005530923A - Method for sintering iron oxide-containing materials in a sintering machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焼結ベルト、吸引箱および点火炉を備える焼結機で、酸化鉄含有物質を焼結するための請求項1の前文に係る方法に関する。 The present invention relates to a method according to the preamble of claim 1 for sintering an iron oxide-containing substance in a sintering machine comprising a sintering belt, a suction box and an ignition furnace.
酸化鉄含有物質、特に鉄鉱石または鉄鉱石精鉱の焼結は焼結機で行われている。鉄鉱石、返鉱、固体燃料および融剤からなる焼結用混合物は焼結ベルト上に装填され、材料床表面の燃料は点火炉の下で点火される。引き続き焼結床を通して新鮮空気が吸引され、焼結前線は焼結床内を上から下へと移動する。焼結床の運び側の下の吸引箱から廃ガスはガス収集系内に吸引され、清浄化後に大気中に送られる。焼結過程は、高温の燃焼ガスと低温の固体との間で熱伝達を必要とする。固体量と空気量は熱的に等量である。この熱交換は大量の空気、従って大量の廃ガスを必要とする。廃ガスを含んでいるのは、焼結用混合物から蒸発する水分、燃料燃焼およびか焼過程からのCO2、硫黄燃焼からの‐主として添加燃料からの‐硫黄酸化物、不完全燃焼からのCO、侵入空気、パレット側壁と装入物との間から利用されることなく廃ガス中に達する空気である。また、廃ガスはダイオキシン類やフラン類も含み、特に焼結ベルトの後部から取り出される廃ガスを含んでいる。さらに、廃ガスはダストを一緒に運んでおり、ダストは除去される必要がある。 Sintering of iron oxide-containing materials, in particular iron ore or iron ore concentrate, is carried out in a sintering machine. A sintering mixture consisting of iron ore, return ore, solid fuel and flux is loaded onto a sintering belt and the fuel on the material bed surface is ignited under an ignition furnace. Subsequently, fresh air is sucked through the sintering bed, and the sintering front moves from top to bottom in the sintering bed. Waste gas is drawn into the gas collection system from the suction box below the carrying side of the sinter bed and sent to the atmosphere after cleaning. The sintering process requires heat transfer between the hot combustion gas and the cold solid. The amount of solid and the amount of air are thermally equivalent. This heat exchange requires a large amount of air and therefore a large amount of waste gas. The waste gas contains moisture evaporating from the sintering mixture, CO 2 from the fuel combustion and calcination processes, from sulfur combustion-mainly from added fuel-sulfur oxides, CO from incomplete combustion. Intrusion air is air that reaches waste gas without being utilized from between the pallet side wall and the charge. Further, the waste gas includes dioxins and furans, and particularly includes waste gas taken out from the rear part of the sintered belt. Furthermore, the waste gas carries the dust together and the dust needs to be removed.
このような焼結機の事業者は、各認可当局のますます厳しくなる条件を考慮しても、一方で廃ガス量を減らし、煙道空気中になお含まれているダイオキシン類やフラン類を可能な限り少なく抑えることに努めている。 Even if the operators of such sintering machines take into account the increasingly stringent conditions of each authorized authority, they reduce the amount of waste gas and dioxins and furans that are still contained in the flue air. We strive to keep it as low as possible.
廃ガス量を減らすために、廃ガス流を分割し、一部分量を循環案内することが既に提案されている(特許文献1、非特許文献1)。分割された廃ガス量の特殊な調節は特許文献2で提案されている。この公知方法では、焼結プロセス中に生成されるガスと、酸素富化のため添加される酸素富化ガスと、外部から入り込む侵入空気とを加えたものから酸素消費量を引いたものに相当する廃ガス量のみが排出ガスとして排出されている。別の廃ガス部分流は循環ガスとして返送され、焼結用混合物を負荷する前に酸素富化ガスの添加によって最大24%の酸素含有量に酸素富化されている。
In order to reduce the amount of waste gas, it has already been proposed to divide a waste gas flow and circulate and guide a partial amount (Patent Document 1, Non-Patent Document 1). A special adjustment of the amount of waste gas divided is proposed in
非特許文献2において、表題「鉄鉱石焼結設備における廃ガス返送による環境保護」のもとで、特許文献2に述べられた方法に従って建設された設備が紹介されている。
Non-Patent
主に廃ガスは部分的に捕えられ、一方で循環ガスとして焼結ベルトに返送され、他方で排出ガスとして排出されている。返送される廃ガス流中の酸素含有量を基準値に合わせて設定できるようにするために、循環管路に新鮮空気供給管路が連通している。 Mainly the waste gas is partially trapped, on the one hand being returned to the sintering belt as circulating gas and on the other hand being discharged as exhaust gas. A fresh air supply line is in communication with the circulation line so that the oxygen content in the returned waste gas stream can be set to a reference value.
焼結設備の廃ガスから有害な含有物質を取り除くための方法が特許文献3で開示されている。この公知方法では、廃ガス流中に粉末状吸着剤が褐炭コークスの態様で加えられ、引き続き、吸着剤を混入した廃ガス流が電気集塵機に通されている。混入された吸着剤は、濾別後に焼結過程に再び供給されている。この方法は、電気集塵機を通過する前に廃ガス流を予備分離機に通すときに改善することができる。
本発明の課題は、焼結プロセスをさらに最適化して、引き続き僅かな廃ガス量と良好な焼結品質とにおいて特に排出ガス中になお含まれているダイオキシン類やフラン類およびダスト量がプロセス上確実に認可当局によって定められた規制値以下となるようにすることである。 The object of the present invention is to further optimize the sintering process, and in the process a small amount of waste gas and good sintering quality, especially dioxins, furans and dust content still contained in the exhaust gas. To ensure that it is below the limits set by the authorizing authority.
この課題は、請求項1の前文から出発して特徴部分の特徴と合わせて解決されるものである。有利な諸構成はそれぞれ従属請求項の対象である。 This problem is solved together with the features of the features starting from the preamble of claim 1. Advantageous configurations are each the subject of the dependent claims.
本発明の教示によれば、プロセス面の変更によって循環ガスと排出ガスとに対する廃ガス量全体の分割が行われ、循環ガスの吸引と排出ガスの吸引との間の交差位置は焼結品質および焼結性能を損なうことなく最大廃ガス量が循環案内されるように選択され、排出ガスは有害物質濃度の低い部分量、循環ガスは有害物質濃度の高い部分量である。さらに、取り出された循環ガスの熱エネルギーが排出ガスの加熱に利用され、露点を下まわるのを避けるための温度へと加熱が行われ、但しこの温度は廃ガス量全体の排出時に確保された混合温度よりも低い。 According to the teachings of the present invention, the process volume changes result in a division of the total amount of waste gas for circulating gas and exhaust gas, where the intersection between the suction of circulating gas and the suction of exhaust gas is determined by sintering quality and The maximum amount of waste gas is selected to be circulated and guided without impairing the sintering performance. The exhaust gas is a partial amount having a low harmful substance concentration, and the circulating gas is a partial amount having a high harmful substance concentration. Furthermore, the heat energy of the extracted circulating gas is used for heating the exhaust gas, and heating is carried out to a temperature to avoid falling below the dew point, but this temperature was ensured when discharging the entire amount of waste gas. Below the mixing temperature.
廃ガスに関して提案され、焼結ベルトプロセス面をその廃ガス量が循環ガスとして案内される部分区域と、その廃ガスが排出ガスとして排出される区域とに分割することは、有害物質濃度に関して負担の少ない部分量と濃度の高い部分量とに廃ガス流を分割することを目的としている。負担の少ない部分量はダストと持ち込まれた吸着剤とを‐これに吸着されたダイオキン類やフラン類も含めて‐分離した後、酸類の露点を避けるために加熱後、排出廃ガスとして煙突を介して排出することができる。ダイオキン類やフラン類に関して負担の大きい部分量は循環案内され、その際、高温の焼結用混合物に返送すると大部分のダイオキシン類やフラン類が分解されて無害とされる効果を利用することができる。 Dividing the sintered belt process surface into a partial area where the amount of waste gas is guided as a circulating gas and an area where the waste gas is discharged as an exhaust gas is a burden on the concentration of harmful substances. The purpose is to divide the waste gas stream into a small amount and a high concentration. The part with less burden is separated from dust and the adsorbent brought in, including dioxins and furans adsorbed to it, and then heated to avoid the dew point of acids, and then the chimney is discharged as exhaust waste gas. Can be discharged through. A large amount of dioxins and furans is circulated and guided to the circulation, and when returned to the high-temperature sintering mixture, most dioxins and furans are decomposed and harmless. it can.
さらに、廃ガス流に装入された吸着剤は、廃ガス流中の温度が低いとき特別有効であるとの効果が利用される。これは、廃ガス量を循環ガスと排出ガスとに分割することによって達成されることになる。 Furthermore, the adsorbent charged into the waste gas stream is used to be particularly effective when the temperature in the waste gas stream is low. This will be achieved by dividing the amount of waste gas into circulating gas and exhaust gas.
排出ガスは、装入領域とこれに続く領域とにある焼結ベルト領域から取り出される。この領域は、H2SO4露点を下まわるのを避けるために加熱されるにもかかわらず、循環ガス領域と比べて温度が低い。本発明によれば、
‐廃ガス量の分割と、
‐排出ガスの排出前の加熱との組合せによって、複数の目標が達成される。
‐排出されるべき廃ガス量全体が小さく抑えられる。
‐排出ガス中に吹き込まれた吸着剤は排出ガスの温度が低いので特別有効であり、排出されるべき排出ガス中の残存する有害物質の割合は当局の基準値に合致する。
‐H2SO4露点を下まわることは排出ガスの加熱によって避けられる。
‐循環ガスの熱エネルギーがエネルギー的に排出ガスの加熱に利用される。
Exhaust gas is withdrawn from the sintering belt region in the charging region and the subsequent region. This region has a lower temperature compared to the circulating gas region, despite being heated to avoid going below the H 2 SO 4 dew point. According to the present invention,
-Dividing the amount of waste gas;
-Multiple goals are achieved by combination with heating before exhaust emission.
-The total amount of waste gas to be discharged is kept small.
-Adsorbents blown into the exhaust gas are particularly effective because the temperature of the exhaust gas is low, and the proportion of harmful substances remaining in the exhaust gas to be exhausted meets the standards of the authorities.
-Below the H 2 SO 4 dew point is avoided by heating the exhaust gas.
-The thermal energy of the circulating gas is used energetically to heat the exhaust gas.
プロセス面分割の本提案変更は、プロセスを最適化できるごく簡単ではあるが効果的な手段である。すなわち、一方で、酸素提供量と酸素消費量との比が理想状態1に接近し、従って廃ガス量がごく僅かとなることを達成することができる。他方で、一定して良好な焼結品質において設備の性能を調節することができる。プロセスを制御する主要パラメータを変更することによって、廃ガス量、性能および品質に関して最適状態を達成することができる。 This proposed change of process plane split is a very simple but effective means of optimizing the process. That is, on the other hand, it can be achieved that the ratio of the oxygen supply amount and the oxygen consumption amount approaches the ideal state 1, and therefore the amount of waste gas becomes very small. On the other hand, the performance of the equipment can be adjusted with consistently good sintering quality. By changing the main parameters controlling the process, optimum conditions can be achieved with regard to waste gas quantity, performance and quality.
循環案内される廃ガス量は、所要の酸素提供量が標準プロセスと比べて低いという他の効果をさらに有している。そのことから、極端な場合、吸引された侵入空気によって持ち込まれる酸素で需要をカバーすることができる。それとともに、本来付加的に必要となる個別に供給されるべき新鮮空気が節約されることになる。 The amount of waste gas that is circulated further has the further effect that the required oxygen supply is low compared to the standard process. Therefore, in extreme cases, the demand can be covered by oxygen brought in by the sucked ingress air. At the same time, fresh air to be supplied separately, which is necessary in addition, is saved.
具体的事例において、吸引された侵入空気を補足して付加的に新鮮空気が必要とされる場合、従来一般的な吸引周囲空気の代わりに、除塵するための冷間ふるい分け領域に発生する吸引空気を使用すると有利であると考えられる。本提案方法のステップにおいては、2つの目標が同時に達成される。
‐冷間ふるい分け領域で必要な除塵が焼結プロセス用酸素担体として利用される。
‐焼結用混合物はダストを混入された吸引空気用のフィルタとして使用され、個別のフィルタは必要でなくなる。
In a specific case, when fresh air is additionally required to supplement the sucked ingress air, suction air generated in the cold sieving area for dust removal instead of the conventional suction ambient air Is considered advantageous. In the steps of the proposed method, two goals are achieved simultaneously.
-The necessary dust removal in the cold screening area is used as oxygen carrier for the sintering process.
-The sintering mixture is used as a filter for dusted suction air, eliminating the need for a separate filter.
本発明のその他の特徴、利点および詳細は、図面に示した1実施例についての以下の説明から明らかとなる。 Other features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of one embodiment shown in the drawings.
図1は本発明により稼働する焼結設備を示す概略流れ図である。設備の核心は焼結ベルト1であり、この図では焼結用混合物の装入は右側で行われ、焼結製品は左側で投下されている。この搬送方向は矢印2で示されている。焼結ベルト1の左右両側には、吸引箱と付属する廃ガス管路3,4が配置されており、焼結ベルト1の始端領域で取り出される廃ガスは排出ガスとして排出され、焼結ベルト1の終端領域で取り出される廃ガスは循環案内されるようになっている。循環案内される廃ガスは、管路5を介して熱交換器6に供給され、その後、他の管路7を介してその途中に配置されるフィルタ8に供給されるようになっている。このフィルタは、廃ガスからダストを分離する機能を有している。
FIG. 1 is a schematic flow diagram illustrating a sintering facility operating in accordance with the present invention. The core of the equipment is a sintered belt 1, in which the charging of the mixture for sintering takes place on the right side and the sintered product is dropped on the left side. This transport direction is indicated by
フィルタ8を通過した後、排風機22によって返送ガスは管路9を介して焼結ベルト1に供給され、焼結ベルト1上で均一に分配されることになる。書き込まれた矢印は、返送廃ガスの焼結ベルト1上への装入を明らかにするものである。排出されるべき排出ガスは管路10を介して既延の熱交換器6に供給され、循環ガスの熱は排出ガスの加熱用に利用されるようになっている。これによって、硫酸の露点を下まわることは避けられるはずである。熱交換器6内を通過した後、排出ガスは管路11を介して噴流床反応装置12に供給される。この噴流床反応装置12においては、公知の如く、排出ガス中にあるダイオキシン類やフラン類等の有害物質がそれに堆積できるように、褐炭粉コークスが吸着剤として吹き込まれている。噴流床反応装置12内を通過した後、排出ガスは管路13を介してフィルタ14に供給され、このフィルタ内でダストと事前に吹き込まれる吸着剤が分離される。その後、このように浄化された排出ガスは、排風機23によって管路15を介して煙突16に供給され、大気中に放出される。
After passing through the filter 8, the return gas is supplied to the sintered belt 1 through the
図1に書き込まれた選択的および個別的な新鮮空気供給21は、吸引された侵入空気によって持ち込まれる酸素提供量が少なすぎる場合にのみ必要である。焼結製品は焼結ベルト1の終端で投下され、回転冷却機17,18内で冷却される。回転冷却機17,18内で吸引された空気は管路19を介してフィルタ20に供給され、同伴されるダストが分離されることになる。
The selective and individual
公知の如く、焼結設備自体の吸引されたダストと、高炉から発生する高炉ガスおよび鋳造ホールダストは、生石灰を添加しながら水で円錐形粒子(ミニペレット)へと凝集される。この凝集は、「アイリッヒミキサ」とも称される機械式渦流混合機24内で行われている。湿った凝塊は、装入領域内で焼結用混合物に連続的に供給される。
As is known, the dust sucked in the sintering equipment itself, the blast furnace gas generated from the blast furnace, and the cast hole dust are aggregated into conical particles (mini-pellets) with water while adding quick lime. This agglomeration takes place in a
図2および図3では、技術の現状による焼結法(図2)と本発明による方法(図3)とが対比されている。 2 and 3, the sintering method according to the state of the art (FIG. 2) is compared with the method according to the invention (FIG. 3).
これら両方の線図においては、ガス量kg/h/mが風箱にわたってプロットされている。黒く塗りつぶした四角形付きの下側線には、焼結用混合物中の燃料の酸素消費量が示されている。黒く塗りつぶした菱形付きの線は、供給された焼結用空気にわたって酸素提供量を示し、これは吸引された侵入空気と供給された新鮮空気との和である。三角形付きの第3の線は廃ガス量の推移を示している。 In both these diagrams, the gas quantity kg / h / m is plotted over the wind box. The lower line with a black filled square shows the oxygen consumption of the fuel in the sintering mixture. The black line with diamonds shows the oxygen donation over the supplied sintering air, which is the sum of the ingress air drawn in and the fresh air supplied. The third line with a triangle shows the transition of the amount of waste gas.
両方の線図を直接比較することによって、循環ガスの効果を十分に認めることができる。所要の酸素提供量が低下し、第2の線は少なくとも第1風箱の領域では第1の線の僅かに上に延びている。 By directly comparing both diagrams, the effect of the circulating gas can be fully appreciated. The required oxygen supply is reduced and the second line extends slightly above the first line at least in the region of the first wind box.
図3に太く書き込まれた横断線は、本発明による循環ガス領域と排出ガス領域との焼結ベルト1の分離を表し、両方向矢印は分離箇所が摺動する可能性を示している。本発明に係る分離箇所の摺動は、プロセスを十分に最適化することを可能とするものである。 The transverse lines written boldly in FIG. 3 represent the separation of the sintered belt 1 from the circulating gas region and the exhaust gas region according to the present invention, and the double-headed arrows indicate the possibility of the separation part sliding. The sliding of the separation points according to the present invention makes it possible to fully optimize the process.
分離箇所の左方向摺動は、循環ガスの割合が高まることによって酸素提供量がさらに低い値の方にずらされることになることを意味している。理想的には酸素提供量=酸素消費量である。低い酸素提供量は同時に少ない廃ガス量を意味している。これは、これら両方の量は燃焼プロセスによって互いに連結されているからである。 Sliding in the left direction at the separation point means that the oxygen supply amount is shifted to a lower value as the ratio of the circulating gas increases. Ideally, oxygen supply amount = oxygen consumption amount. Low oxygen supply means a small amount of waste gas at the same time. This is because both these quantities are linked together by the combustion process.
分離箇所が右方向に摺動すると、一定して良好な焼結品質において循環ガスの割合が減少し、従って廃ガス量が多少増加することになる。 When the separation part slides in the right direction, the ratio of the circulating gas decreases with a constant good sintering quality, and therefore the amount of waste gas increases somewhat.
分離箇所が摺動する可能性によって、プロセス条件に応じて最適状態を簡単に設定することができる。 Depending on the possibility of the separation part sliding, the optimum state can be easily set according to the process conditions.
図4は、吸引箱25と煙道ガス収集管路5,10との配置の部分領域を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a partial region of the arrangement of the
焼結ベルトの始端領域にある吸引箱25.1は循環ガス排送管路5に対して固定分離部26を有している。この実施例において、これに続く合計4つの吸引箱25.2は可変分離部27を有している。可変分離部27は、これらの吸引箱25.2が選択的に循環ガス排送管路5または排出ガス排送管路10に切換え可能であることを意味している。これによって達成可能な効果は冒頭に詳しく述べている。
The suction box 25.1 in the start end region of the sintering belt has a fixed
投下領域28に至るまでの残りの吸引箱25.3は、循環ガス排送管路5に固定式に接続されている。
The remaining suction box 25.3 up to the dropping
非常時の場合、排出ガス排送管路10中に配置された固定分離部29は、発生する廃ガス全体を導出できるようにするために、撤去することが可能となっている。
In the case of an emergency, the fixed separation unit 29 disposed in the exhaust
1 焼結ベルト
2 搬送方向
3 排出ガス排送管路
4 循環ガス排送管路
5 循環ガス排送管路
6 熱交換器
7 管路
8 フィルタ
9 管路
10 排出ガス排送管路
11 管路
12 噴流床反応装置
13 管路
14 フィルタ
15 管路
16 煙突
17,18 回転冷却機
19 管路
20 フィルタ
21 個別の新鮮空気供給
22 排風機
23 排風機
24 機械式渦流混合機
25 吸引箱
26 吸引箱25.1の固定分離部
27 吸引箱25.2の可変分離部
28 投下
29 排出ガス排送管路の固定分離部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
9. When fresh air is supplied separately (21), an air exhaust for sending an oxygen-containing gas onto the sintering mixture is used as a cold sieving zone suction collector. The sintering machine described in 1.
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Legal Events
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