JP2006104567A - Method for manufacturing sintered ore - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドワイトロイド(DL)式焼結機による焼結鉱の製造方法に関し、特に燃焼前線降下速度を高めて焼結生産率を向上させることができる焼結鉱の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing sintered ore by a Dwytroid (DL) type sintering machine, and more particularly, to a method for producing sintered ore that can increase the rate of lowering the combustion front and improve the sintering production rate.
一般に、ドワイトロイド式焼結機による焼結鉱の製造においては、焼結パレットのグレート上に粒径10〜15mm程度の焼結鉱を層厚10〜80mm程度の床敷層として敷き、その上に鉄鉱石、雑原料、返鉱、副原料および燃料炭材(通常、粉コークス等の固体炭材が使用されるので、以下、固体炭材という)を混合造粒した焼結配合原料(以下、焼結原料、または単に原料という)を300mm〜900mmの層厚で敷設し、層表面を平らにならす。 In general, in the production of sintered ore by using a Dwytroid type sintering machine, a sintered ore having a particle size of about 10 to 15 mm is laid as a floor layer of about 10 to 80 mm on a great of a sintering pallet. Sintered blended raw materials (hereinafter referred to as solid carbonaceous materials), which are mixed and granulated with iron ore, miscellaneous raw materials, return minerals, auxiliary raw materials and fuel carbonaceous materials (usually solid carbonaceous materials such as powdered coke) , Sintered raw material, or simply raw material) is laid with a layer thickness of 300 mm to 900 mm, and the layer surface is flattened.
続いて、グレート下部に設置した風箱を通して吸引し、焼結原料充填層(以下、焼結原料層、または単に原料層という)の表面から底部へ向けて通気させながら点火バーナーで原料層表面を1分間程度加熱し、表面層の炭材に着火させ、着火後も数十分程度の間吸引を続けて焼結ケーキを製造している。 Subsequently, the air is sucked through an air box installed at the lower part of the great, and the surface of the raw material layer is blown from the surface of the sintered raw material packed layer (hereinafter referred to as “sintered raw material layer” or simply “raw material layer”) from the surface to the bottom with an ignition burner. Heating is performed for about 1 minute to ignite the carbon material of the surface layer, and after the ignition, suction is continued for several tens of minutes to produce a sintered cake.
このとき、点火バーナーで着火された原料表面層は概ね1250℃に達しており、原料は溶融焼結化反応を起こす。同時に、原料層表面から下方に吸引されることによって、表面層を通過する空気(酸素含有ガス)は加熱され、下方部の原料を加熱昇温させ、原料中に配合されている炭材を着火させて逐次焼結化反応を起こさせ、焼結ケーキを形成してゆく。 At this time, the raw material surface layer ignited by the ignition burner has reached approximately 1250 ° C., and the raw material undergoes a melt sintering reaction. At the same time, the air (oxygen-containing gas) passing through the surface layer is heated by being sucked downward from the surface of the raw material layer, the raw material in the lower part is heated and heated, and the carbon material mixed in the raw material is ignited. Thus, a sequential sintering reaction is caused to form a sintered cake.
すなわち、焼結鉱の製造においては、原料層内の炭材を下方吸引により供給される空気によって逐次燃焼させて燃焼帯を形成させ、この燃焼帯を原料層の表面から底部へ向けて移動させ、原料層を焼結ケーキ層へと逐次変化させてゆくプロセスが採用されている。あたかも、燃焼帯が焼結原料層の上方から下方に向かって移動するように見える。この燃焼帯と原料帯(未だ着火していない原料層)との境界を「燃焼前線」と呼んでいる。 That is, in the production of sintered ore, the carbonaceous material in the raw material layer is sequentially burned by air supplied by downward suction to form a combustion zone, and this combustion zone is moved from the surface of the raw material layer toward the bottom. A process is adopted in which the raw material layer is sequentially changed into a sintered cake layer. It seems as if the combustion zone moves from the upper side to the lower side of the sintering material layer. The boundary between this combustion zone and the raw material zone (the raw material layer that has not yet been ignited) is called the “combustion front”.
一方、この焼結プロセスの進行の過程を原料層内の特定の部位についてみると、造粒され、グレート上に敷設された焼結原料には、最初約7mass%程度の水分が含まれており、原料層の上部から下部へと通過するガスの顕熱によってこの水分が蒸発し、原料は乾燥される。乾燥が終了した後、原料温度が上昇しはじめ、400℃程度になると配合された炭材が着火燃焼し、1300℃程度まで加熱される。炭材が燃焼し尽くすと、吸引により上部から下部へ向かう温度の低いガスによって冷却され、焼結ケーキとなる。 On the other hand, looking at the progress of this sintering process for a specific part in the raw material layer, the granulated sintered raw material laid on the grate initially contains about 7 mass% of moisture. The moisture is evaporated by the sensible heat of the gas passing from the upper part to the lower part of the raw material layer, and the raw material is dried. After drying is completed, the raw material temperature starts to rise, and when the temperature reaches about 400 ° C., the blended carbonaceous material is ignited and combusted and heated to about 1300 ° C. When the carbon material burns out, it is cooled by a gas having a low temperature from the upper part to the lower part by suction, and becomes a sintered cake.
炭材が着火し、燃え尽くすまでが燃焼部であり、この燃焼部を形成している領域が前述の燃焼帯で、原料帯と焼結帯(焼結ケーキとして存在する領域)の間に位置する。 Until the charcoal material is ignited and burned out, it is the combustion part, and the region forming this combustion part is the aforementioned combustion zone, located between the raw material zone and the sintering zone (region existing as a sintered cake) To do.
この燃焼帯の焼結原料層内における時間的推移をみると、燃焼帯は炭材が点火される表面層から出発し、時間の経過とともに下方に移動して底部の床敷層に達する。この燃焼帯の移動速度は「燃焼前線降下速度」と呼ばれ、焼結生産率を決定する重要な因子となっている。そして、焼結生産率を向上させるために、この燃焼前線降下速度を上昇させることが重要な技術課題となっており、以下に示すように、焼結原料層の乾燥を効果的に行うための種々の焼結技術が開発されている。 Looking at the temporal transition of the combustion zone in the sintered raw material layer, the combustion zone starts from the surface layer where the carbonaceous material is ignited, and moves downward with the passage of time to reach the bottom floor layer. This movement speed of the combustion zone is called “combustion front descending speed” and is an important factor for determining the sintering production rate. And, in order to improve the sintering production rate, it is an important technical problem to increase the combustion front descending speed, and as shown below, to effectively dry the sintering raw material layer Various sintering techniques have been developed.
すなわち、生産率を支配する燃焼前線降下速度を上昇させるには、原料帯の固体炭材の温度を迅速に着火温度に到達させることが重要であり、そのために、事前に原料層内の水分を除去したり、パレットへの装入前に原料を予熱したりすることを目的とした種々の手段が講じられてきた。 In other words, in order to increase the combustion front descending speed that controls the production rate, it is important to quickly bring the temperature of the solid carbonaceous material in the raw material zone to the ignition temperature. Various measures have been taken with the aim of removing or preheating the raw material prior to loading into the pallet.
原料帯の焼結原料に含まれる固体炭材の温度を上昇させるためには、原料中に存在する水分を完全に蒸発させることが必要である。水分が存在する限り原料温度は100℃以下を保ちつづけ、炭材を着火に至らしめることができない。すなわち、燃焼前線降下速度は原料の乾燥速度に支配されるわけで、例えば特許文献1には、ドワイトロイド式焼結機において、パレットへ原料を供給する給鉱機と点火炉との間に熱風供給装置を設置し、この熱風供給装置から原料上面へ熱風を吹き付け、上層部のみを高温となし、この高温となった原料上層部に順次点火することにより点火時の熱衝撃を緩和させながら焼結する焼結鉱製造方法が開示されている。点火前に原料上層部を加熱し、乾燥させることにより、焼結時間が短縮するという効果が得られている。 In order to raise the temperature of the solid carbonaceous material contained in the sintering raw material of the raw material zone, it is necessary to completely evaporate the water present in the raw material. As long as moisture is present, the raw material temperature remains at 100 ° C. or lower, and the carbonaceous material cannot be ignited. That is, the combustion front descending speed is governed by the drying speed of the raw material. For example, Patent Document 1 discloses a hot air flow between a mineral feeder that supplies raw material to a pallet and an ignition furnace in a Dwytroid type sintering machine. A supply device is installed, hot air is blown from the hot air supply device to the upper surface of the raw material, only the upper layer is heated to a high temperature, and the upper layer of the raw material that has reached a high temperature is ignited in sequence to reduce the thermal shock during ignition. A method for producing sintered ore is disclosed. By heating and drying the raw material upper layer before ignition, an effect of shortening the sintering time is obtained.
また、特許文献1に記載される技術を発展させた方法で、熱風供給装置を設置する代わりに焼結機排ガスを循環させて点火前の原料層の乾燥、予熱を行う焼結鉱製造方法が知られている。さらに、類似技術として、水分を添加して造粒した後の原料に高温ガスを接触させることにより事前乾燥した焼結原料をパレット内に供給して原料層を形成させ、焼結過程での水分(結晶水を含む)の蒸発を軽減する技術なども公知である。 Further, a method developed from the technique described in Patent Document 1 is a method for producing a sintered ore that circulates the exhaust gas of a sintering machine instead of installing a hot air supply device to dry and preheat a raw material layer before ignition. Are known. Furthermore, as a similar technique, a pre-dried sintered raw material is supplied into a pallet by bringing a high-temperature gas into contact with the raw material after granulation by adding moisture to form a raw material layer, and moisture in the sintering process Techniques for reducing evaporation (including crystal water) are also known.
しかしながら、これら一連の、焼結原料層表面への点火操作前における原料の乾燥(水分除去)処理や、パレット内への装入前に原料を乾燥する予熱処理は、燃焼前線降下速度の向上や焼結化反応の促進による成品歩留向上などの効果には優れるものの、原料層全体の乾燥、予熱のための大掛かりな高温ガス発生装置、輸送配管装置、ガス排出処理装置等が必要であるという新たな問題点が生じる。 However, these series of raw material drying (moisture removal) treatment before the ignition operation on the surface of the sintered raw material layer and pre-heat treatment for drying the raw material before charging into the pallet can improve the combustion front descent rate. Although it is excellent in the effect of improving the product yield by promoting the sintering reaction, a large-scale high-temperature gas generator, transportation piping device, gas exhaust treatment device, etc. are required for drying and preheating the entire raw material layer. New problems arise.
この難点を解消する技術として、特許文献2には、焼結パレットへの原料装入時に原料層の表面から50mm以内の層にFe3O4を0.3%以上含む鉄鉱石粉を5〜50質量%添加し、原料装入位置と点火位置との間で、まず原料層表面へ熱風を吹き付けながら下方に吸引して表層部を乾燥予熱し、次いでマイクロ波により表層部を加熱昇温したのち点火炉で点火して焼結する焼結鉱製造方法が開示されている。
As a technique for solving this difficulty,
また、パレット内壁部近傍のみで、原料層の表面から5〜50質量%の領域を事前に高温熱風またはマイクロ波で乾燥・加熱・昇温したのち点火炉で点火し、その後焼結反応を行わせる焼結鉱製造方法も知られている。 Also, only in the vicinity of the inner wall of the pallet, the region of 5 to 50% by mass from the surface of the raw material layer is dried, heated and heated in advance with high-temperature hot air or microwave, then ignited in an ignition furnace, and then subjected to a sintering reaction A method for producing sintered ore is also known.
これらの技術は、従来の高温ガスだけを点火前の焼結原料層に通気させることにより乾燥、昇温を達成するのではなく、Fe3O4の酸化発熱やマイクロ波加熱を併用する技術である。しかし、これらの技術を適用しても、焼結原料層自体を熱風の吹き付けやマイクロ波で加熱する必要があるため、多大な加熱エネルギーの消費を避けることはできない。 These technologies do not achieve drying and temperature rise by passing only the conventional high-temperature gas through the sintering raw material layer before ignition, but use technology that combines oxidation heat generation and microwave heating of Fe 3 O 4. is there. However, even if these techniques are applied, it is necessary to heat the sintering raw material layer itself by blowing hot air or by microwaves, and thus it is not possible to avoid consumption of a large amount of heating energy.
特許文献3および特許文献4には、本出願人が開発した、焼結原料層の上層部に補助原料である粉体をパレット幅方向に均一に散布し、焼結原料層の高さ方向における焼結反応を制御して成品歩留や成品品質を向上させる技術が開示されている。補助原料としては、粉コークスなどの炭材や、石灰粉、蛇紋粉などの焼結溶剤が記載されている。また、装入方法および装置として、パレットへの原料供給装置前に別ラインで添加する方法や、点火炉の直前、点火炉の直後等において原料表層部に散布する方法、そのための装置が記載されている。
In
しかし、これらの技術はいずれも常温の補助燃料を含む原料を原料層に添加し、パレット高さ方向のカーボン濃度や成分組成を制御することにより溶融焼結化反応を制御して成品歩留や成品品質を向上させる技術であって、燃焼前線降下速度を上昇させようとするものではない。 However, both of these technologies add raw materials containing auxiliary fuel at room temperature to the raw material layer, and control the melt sintering reaction by controlling the carbon concentration and component composition in the pallet height direction. It is a technology that improves product quality and does not attempt to increase the combustion front descent rate.
前述のように、焼結生産率を向上させるため、焼結パレットに装入された原料層の乾燥、予熱を効果的に行う多くの技術開発がなされてきた。しかし、その一方で、大掛かりな高温ガス発生装置やガス排出処理装置等が必要とされ、また多大な加熱エネルギーを要するという問題が生じている。 As described above, in order to improve the sintering production rate, many technological developments have been made to effectively dry and preheat the raw material layer charged in the sintering pallet. However, on the other hand, there is a problem that a large-scale high-temperature gas generator, a gas discharge treatment device, and the like are required, and a great amount of heating energy is required.
本発明はこのような状況に鑑みなされたもので、簡易な設備で、燃焼前線降下速度を高め、焼結生産率を向上させることが可能な焼結鉱の製造方法を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of such a situation, and it is an object of the present invention to provide a method for producing a sintered ore that can increase the combustion front descending speed and improve the sintering production rate with simple equipment. Yes.
本発明者らは、前記の課題を解決するために検討を続ける過程で、焼結原料層内において、燃焼前線がある特定位置に到達する前にその位置にある焼結原料を乾燥、予熱するという着想を得た。これが実現できれば、燃焼前線の進行方向にある焼結原料が乾燥、予熱されているので、燃焼前線降下速度を大幅に上昇させることが可能と考えられる。 In the process of continuing the study to solve the above-mentioned problems, the present inventors dry and preheat the sintering raw material at that position before reaching the specific position in the sintering raw material layer. I got the idea. If this can be realized, the sintering raw material in the direction of travel of the combustion front is dried and preheated, so it is considered possible to significantly increase the combustion front lowering speed.
この着想を具体化する方法として、赤熱した状態の固体炭材をパレット内の焼結原料中にあらかじめ分散させておく方法が考えられる。そこで、焼結パレットのグレート下部に設置した風箱を通して吸引する通常の操業において、この方法について検討を重ねた結果、燃焼前線が前記赤熱状態の固体炭材の添加位置に到達する前に、吸引する空気でその赤熱状態の固体炭材を燃焼させ、その周囲の焼結原料を乾燥、予熱して、燃焼前線降下速度を上昇させることが可能であるという新たな知見が得られた。 As a method for embodying this idea, a method in which a solid carbon material in a red hot state is dispersed in advance in a sintered raw material in a pallet is conceivable. Therefore, as a result of repeated examination of this method in a normal operation in which suction is performed through a wind box installed at the lower part of the sintering pallet, suction is performed before the combustion front reaches the addition position of the solid carbon material in the red hot state. New knowledge was obtained that it was possible to burn the solid carbon material in the red hot state with the air to be heated, and to dry and preheat the surrounding sintered raw material to increase the rate of descending the combustion front.
本発明はこのような着想および知見に基づいてなされたもので、その要旨は、下記の焼結鉱の製造方法にある。 The present invention has been made on the basis of such an idea and knowledge, and the gist thereof is the following method for producing a sintered ore.
すなわち、焼結原料中に赤熱した状態の固体炭材を0.01〜2.0mass%の比率で添加し、この原料を用いて層厚300〜900mmの原料層を形成した後、該原料層表面から原料層底部へ酸素含有ガスを下方吸引しつつ原料層の表面に点火し、下方吸引を継続して前記原料を焼結する焼結鉱の製造方法である。 That is, a solid carbon material in a red hot state is added to the sintered raw material at a ratio of 0.01 to 2.0 mass%, and a raw material layer having a layer thickness of 300 to 900 mm is formed using this raw material. This is a method for producing a sintered ore in which the oxygen-containing gas is evacuated downward from the surface to the bottom of the raw material layer while igniting the surface of the raw material layer and continuing the downward suction to sinter the raw material.
この焼結鉱の製造方法において、前記赤熱した状態の固体炭材の焼結配合原料中への添加を、前記原料を焼結機パレット内に装入する装置または装入する部位に供給することによって行うこととすれば、赤熱炭材の表面温度の低下を最小限に抑えることができ、望ましい。 In this method for producing sintered ore, the addition of the solid carbon material in the red-hot state into the raw material for sintering is supplied to an apparatus for charging the raw material into a sintering machine pallet or a portion to be charged. If this is done, it is possible to minimize a decrease in the surface temperature of the red hot carbon material, which is desirable.
また、前記赤熱した状態の固体炭材をマイクロ波加熱によって得ることとすれば、加熱装置を小型化することが可能である。 Further, if the solid carbon material in the red-hot state is obtained by microwave heating, the heating device can be reduced in size.
ここでいう「赤熱した状態の固体炭材」とは、あらかじめ表面温度が600℃以上の赤熱した状態に加熱された、例えば、粉状コークス、粉状石炭(無煙炭)、含カーボンダスト等の炭素を主成分、または多量に含有する固体物質である。以下、赤熱炭材ともいう。 As used herein, “solid carbonaceous material in a red-hot state” refers to carbon such as powdered coke, powdered coal (anthracite), carbon-containing dust or the like that has been heated to a red-hot state with a surface temperature of 600 ° C. or higher in advance. Is a solid substance containing a major component or a large amount. Hereinafter, it is also referred to as red hot carbon material.
また、赤熱炭材の添加の比率は、2次ドラムミキサーで造粒され、焼結配合原料供給装置に送られる焼結原料に対する赤熱炭材の質量比率である。以下、添加率ともいう。 The ratio of the red hot carbon material is the mass ratio of the red hot carbon material to the sintered raw material that is granulated by the secondary drum mixer and sent to the sintering compound raw material supply device. Hereinafter, it is also referred to as an addition rate.
本発明の焼結鉱の製造方法によれば、大掛かりな高温ガス発生装置や輸送配管装置、ガス排出処理装置等を必要とせず、また多大な加熱エネルギーを消費することなく、簡易な設備で、燃焼前線降下速度を高め、焼結生産率を向上させることができる。 According to the method for producing a sintered ore of the present invention, a large-scale high-temperature gas generator, a transportation piping device, a gas discharge treatment device, etc. are not required, and a large amount of heating energy is not consumed. It is possible to increase the combustion front descending speed and improve the sintering production rate.
以下に、本発明の焼結鉱の製造方法を、図面を参照して詳細に説明する。 Below, the manufacturing method of the sintered ore of this invention is demonstrated in detail with reference to drawings.
図1は、本発明の焼結鉱の製造方法を実施することができる装置の概略構成例を示す図である。焼結原料の主要なものとして、鉄源である鉄鉱石1、焼結鉱製品の回収篩下産物である返鉱2、溶剤である石灰石3、および燃料となる固体炭材4がそれぞれホッパーに貯蔵されている。固体炭材としては、粉状コークス、粉状石炭(無煙炭)、含カーボンダスト等が使用される。これらの焼結原料は1次ドラムミキサー5で混合された後、水分添加され、2次ドラムミキサー6において擬似粒子状に造粒され、焼結原料として焼結配合原料供給装置7に送られる。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of an apparatus that can implement the method for producing a sintered ore of the present invention. As the main sintering raw materials, iron ore 1 that is an iron source, return
固体炭材は、ドラムミキサー6内で、常温でフリーカーボン濃度が2.1〜5.0mass%の範囲に入るように配合される。一方、ドラムミキサー6内で配合される固体炭材とは別に、表面温度が600℃以上の赤熱状態の固体炭材(赤熱炭材)8が準備され、前記擬似粒子状に造粒された焼結原料に添加される。
The solid carbon material is blended in the
赤熱炭材の添加場所はドラムミキサー6の出口以降ならどこでもよく、焼結配合原料供給装置7のサージホッパーの入り口9、焼結原料層堆積斜面10などがあげられる。赤熱炭材と配合原料とが接触することによって赤熱炭材の表面温度が低下するので、添加場所は焼結原料層にできる限り近い方が望ましく、焼結機パレット14内での焼結原料層形成の直前に、具体的には、(a)原料をパレット14内に装入する装置(装入ガイドシュート12、13)、または、(b)原料をパレット14内に装入する部位(つまり前記の焼結原料層堆積斜面10)で添加するのが特に望ましい。
The red hot carbon material may be added anywhere after the outlet of the
焼結原料は、焼結配合原料供給装置7のロールフィーダー11から切り出され、装入ガイドシュート12および13を経由して、図1中に白抜き矢印で示した方向に水平に移動するパレット14内に装入される。この装入の過程で、添加された赤熱炭材26は2次ドラムミキサー6で造粒された焼結原料と混合され、パレット内に装入された焼結原料層内に分散する。図中に符号Aで示したルートはサージホッパー入り口9で赤熱炭材を添加する場合(ルートA)であり、同じくBは原料堆積斜面10で赤熱炭材を添加する場合(ルートB)である。
The sinter raw material is cut out from the roll feeder 11 of the sinter compounding raw
添加された赤熱炭材26は常温の焼結原料と接触するだけでは、原料の温度を若干上昇させることはできるが、空気との接触が悪くなるため燃焼が進行することはない。パレット14に装入され原料層中に分散した赤熱炭材26は、風箱群15(この例では、パレットの進行方向に向けて順にNo.1〜No.15の15の風箱を有する。なお、図1および後述する図2ではNo.1、No.2等に対応する数字を○で囲み表示した)を通して酸素含有ガスを下方吸引することによって、初めて燃焼が始まる。
The added red
酸素含有ガスとしては、通常、空気が利用される。 Air is usually used as the oxygen-containing gas.
赤熱炭材は燃焼することによって炭材自身の温度を上昇させるとともに、高温の燃焼ガスを生成する。これによって、原料層表面での着火や燃焼前線とは関係なく、赤熱炭材の周囲に存在する焼結原料の水分が蒸発し、原料温度が上昇する。すなわち、赤熱炭材の燃焼熱により、燃焼前線が到達する前に赤熱炭材が存在する部位の周囲にある原料の水分が蒸発し、焼結原料層内における乾燥、予熱が達成される。 The red hot charcoal burns to raise the temperature of the charcoal itself and generate high-temperature combustion gas. As a result, regardless of the ignition or combustion front on the surface of the raw material layer, the moisture of the sintered raw material present around the red hot carbon material evaporates and the raw material temperature rises. That is, due to the combustion heat of the red hot carbon material, the moisture of the raw material around the site where the red hot carbon material exists before the combustion front arrives evaporates, and drying and preheating in the sintered raw material layer are achieved.
この時、赤熱炭材が燃焼するためには層内を通過するガス中に酸素が含まれている必要がある。原料層表面から吸引されるガスが空気の場合、層表面近傍のO2濃度は21vol%で、燃焼帯において酸素を消費したとしても、その下部にある原料帯での吸引ガスのO2濃度は6〜10vol%が確保されており、赤熱炭材の添加率が2.0mass%以下であれば、原料帯に存在する赤熱炭材を十分に燃焼させることができる。 At this time, in order for the red hot carbon material to burn, the gas passing through the bed needs to contain oxygen. When the gas sucked from the raw material layer surface is air, the O 2 concentration in the vicinity of the layer surface is 21 vol%, and even if oxygen is consumed in the combustion zone, the O 2 concentration of the suction gas in the raw material zone below it is If 6-10 vol% is ensured and the addition rate of the red hot carbon material is 2.0 mass% or less, the red hot carbon material existing in the raw material zone can be burned sufficiently.
しかし、赤熱炭材の添加率が2.0mass%を超えると、ガスの酸素濃度が6〜10vol%の原料帯では酸素が欠乏して全量を燃焼できなくなり、その発熱効果が発揮されなくなる。従って、赤熱炭材の添加率の上限は2.0mass%とする。一方、赤熱炭材の添加率が0.01mass%に満たないと改善効果が小さいので、添加率の下限は0.01mass%とする。 However, when the addition rate of the red hot carbon material exceeds 2.0 mass%, in the raw material zone where the oxygen concentration of the gas is 6 to 10 vol%, oxygen is deficient and the whole amount cannot be burned, and the heat generation effect is not exhibited. Accordingly, the upper limit of the red hot carbon material addition rate is 2.0 mass%. On the other hand, since the improvement effect is small if the addition rate of the red hot carbon material is less than 0.01 mass%, the lower limit of the addition rate is set to 0.01 mass%.
なお、原料層が点火炉27を通過中は、その下部にある赤熱炭材に供給されるガスの酸素濃度は1〜4vol%O2に低下し、赤熱炭材の燃焼は抑制されるが、赤熱炭材の赤熱部は消火することはなく、点火炉27を通過した後に赤熱炭材は燃焼する。
In addition, while the raw material layer passes through the
このように、添加され原料層全体に分散した赤熱炭材は、それが存在する部位が点火炉27の設置場所の下方まで移動する前の状態においては、原料層表面から吸引された酸素含有ガスにより燃焼して燃焼前線より下部に位置する原料帯を乾燥、予熱する効果を発揮するだけでなく、赤熱炭材が存在する部分が点火炉27設置場所を通過した後においても、赤熱炭材が燃焼して燃焼前線より下部に位置する原料帯を乾燥、予熱する効果が継続し、効率のよい乾燥、予熱ができる。
As described above, the red hot carbon material added and dispersed throughout the raw material layer is the oxygen-containing gas sucked from the surface of the raw material layer in a state before the portion where the red hot carbon material exists moves to below the installation location of the
換言すれば、前掲の特許文献1、2に開示された技術をはじめとする従来の乾燥、予熱処理方法では、点火する前に、原料の焼成のための吸引とは別に原料層表面への熱風の吹き付け等により乾燥、予熱するのに対し、本発明の製造方法による操業では、燃焼帯を通過した後のガスに含まれる酸素によって赤熱炭材を燃焼させることができ、通常の吸引による焼成と、燃焼前線より下部に位置する原料帯の乾燥、予熱とを同時に行わせることができる。
In other words, in the conventional drying and preheating methods including the techniques disclosed in the above-mentioned
その結果、焼結原料を乾燥、予熱するための高温ガス発生装置やガス排出処理装置等を用いず、また多大な加熱エネルギーを消費することなく、燃焼前線降下速度を向上させ、焼結生産率を改善することができる。 As a result, without using a high-temperature gas generator or gas exhaust treatment device for drying and preheating the sintering raw material, and without consuming a great deal of heating energy, the combustion front descent rate is improved and the sintering production rate is improved. Can be improved.
本発明の製造方法において、原料層の層厚を300〜900mmとするのは、ドワイトロイド式焼結機による焼結鉱製造の際の原料層厚を考慮したもので、原料層厚が極端に薄いか、または厚い場合を除く300〜900mmの範囲内であれば、原料層中に赤熱炭材を混合、分散させる本発明の製造方法を適用することが可能である。 In the production method of the present invention, the layer thickness of the raw material layer is set to 300 to 900 mm in consideration of the raw material layer thickness at the time of manufacturing the sintered ore by the Dwydroid type sintering machine. If it is in the range of 300 to 900 mm excluding the case where it is thin or thick, it is possible to apply the production method of the present invention in which the red hot carbon material is mixed and dispersed in the raw material layer.
赤熱炭材の粒径は、1mmを超え15mm以下の範囲内とするのが望ましい。赤熱炭材の燃焼は燃焼前線が赤熱炭材の存在部位に到達する前に完了しているのが理想的で、赤熱炭材の粒径が15mmを超えると燃焼が遅く、燃焼前線が赤熱炭材の存在部位まで到達してしまう。一方、赤熱炭材の粒径が1mm以下であると、添加直後における焼結原料との接触により表面温度が低下し、赤熱炭材の燃焼性が極端に悪くなるからである。 The particle size of the red hot carbon material is desirably in the range of more than 1 mm and not more than 15 mm. It is ideal that the combustion of the red hot coal is completed before the combustion front reaches the site where the red hot coal is present. If the particle size of the red hot carbon exceeds 15 mm, the combustion is slow, and the combustion front becomes red hot coal. It will reach the location of the material. On the other hand, when the particle size of the red hot carbon material is 1 mm or less, the surface temperature decreases due to contact with the sintered raw material immediately after the addition, and the combustibility of the red hot carbon material becomes extremely poor.
次に、赤熱炭材を準備する方法(固体炭材の運搬、加熱)、および配合原料への添加方法について述べる。 Next, a method for preparing a red hot carbon material (transportation and heating of a solid carbon material) and a method for addition to a blended raw material will be described.
図3は、固体炭材の加熱、および2次ドラムミキサーで造粒された焼結原料への添加方法を例示する説明図である。固体炭材である例えば粉コークス(粒径は、前記1〜15mmが望ましい)はトラック16で輸送され、貯鉱槽17に打ち込まれる。打ち込まれた粉コークスは気流輸送システム18により、焼結配合原料供給装置7の近傍に配置された貯鉱槽19に貯留される。貯鉱槽19から切り出された粉コークスは加熱装置20で加熱されて赤熱状態となる。この場合、加熱装置20内に空気を所定量流通させることによって、粉コークスの一部を燃焼させ、その燃焼熱によって継続的に赤熱コークス(赤熱炭材)を得ることが可能である。加熱装置20からの排ガスは焼結機点火炉に供給し、有効に利用することができる。
FIG. 3 is an explanatory view illustrating a method of heating a solid carbon material and adding it to a sintered raw material granulated by a secondary drum mixer. For example, powdered coke (particle size is preferably 1 to 15 mm) which is a solid carbon material is transported by a truck 16 and driven into a storage tank 17. The coke powder that has been driven in is stored in a storage tank 19 disposed in the vicinity of the sintered blending raw
前記の空気を流通させる加熱装置を使用する場合は、空気の導入や排ガスの点火炉への供給等のための付帯装置が必要となるが、加熱源をマイクロ波とすることにより加熱装置を小型化することができる。コークスはマイクロ波受光率が高く、小規模なマイクロ波発生装置であっても効率的な加熱制御が可能である。 When using a heating device that circulates the air, an auxiliary device for introducing air or supplying exhaust gas to the ignition furnace is required, but the heating device can be made compact by using a microwave as the heating source. Can be Coke has a high microwave reception rate, and efficient heating control is possible even with a small-scale microwave generator.
マイクロ波については、工業的用途に指定されているISM周波数帯で定められている2450MHz±50MHz、5.8GHz±75MHz、24.125GHz±125MHzのマイクロ波が使用でき、また、電波法上で定められた漏洩許容限度を超えなければ、915MHz±25MHzも使用可能である。これらのうち、広く普及している2450MHz±50MHzのマイクロ波の使用が最も望ましい。 As for microwaves, microwaves of 2450 MHz ± 50 MHz, 5.8 GHz ± 75 MHz, 24.125 GHz ± 125 MHz, which are defined in the ISM frequency band designated for industrial use, can be used. 915 MHz ± 25 MHz can also be used if the specified leakage tolerance is not exceeded. Of these, it is most desirable to use microwaves of 2450 MHz ± 50 MHz which are widely used.
加熱装置20から排出された固体燃料は、前述したように、例えば焼結配合原料供給装置7のサージホッパー入り口で焼結原料に添加してもよいし(ルートA)、焼結機パレット幅方向に設置されたスクリューフィーダー(図示せず)により焼結原料層堆積斜面10(図1参照)に切り出し、添加してもよい(ルートB)。
As described above, the solid fuel discharged from the
このように、本発明の製造方法では、焼結原料層全体または表層部を乾燥、予熱するのではなく、酸素含有ガスを吸引して焼結原料の0.01〜2.0mass%に相当する少量の固体炭材だけを赤熱状態にすることにより、焼成時に焼結原料層全体を乾燥、予熱処理することができる。 Thus, in the manufacturing method of the present invention, the entire sintered raw material layer or the surface layer portion is not dried and preheated, but the oxygen-containing gas is sucked to correspond to 0.01 to 2.0 mass% of the sintered raw material. By making only a small amount of solid carbonaceous material a red-hot state, the entire sintered raw material layer can be dried and preheated during firing.
前記のルートBにより、赤熱炭材を焼結機パレットの幅方向に広く分散させて添加するには、適切な切り出し装置を用いるのが望ましい。 In order to add the red hot carbon material while being widely dispersed in the width direction of the sintering machine pallet by the route B, it is desirable to use an appropriate cutting device.
図4は、切り出し装置の概略構成例を示す図である。この装置は、前掲の特許文献3、4で本出願人が提案した粉体切り出し装置と同等の機能を備えた装置で、図示するように、底付きの筒体21(図中に符号Mを付した部分が底部)と該筒体21に供給される赤熱炭材を筒体21の長手方向に押し出す固体炭材輸送機構22とを備え、更に押し出された固体炭材を前記筒体21の外部に切り出す複数個の固体炭材切り出し孔24が、前記筒体21の長手方向に所定間隔で設けてある。切り出し孔24には固体炭材切り出し量を調整するための開度調整ゲート23が設けられている。また、筒体21に供給する赤熱炭材を一時貯留するための垂直筒体21aが筒体21の両端部に設けられている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration example of the clipping device. This device is a device having the same function as the powder cutting device proposed by the present applicant in the above-mentioned
固体炭材輸送機構22は、この例では、回転軸22aの周囲に螺旋状フィン22bを装着したスクリューフィーダーであるが、固体炭材を筒体21の長手方向に連続的に搬送できれば他の手段であってもよい。
In this example, the solid carbonaceous
切り出し孔24は、垂直筒体21aに近いほど高い位置になるように設けることが望ましい。こうすることにより、切り出し孔24の開度をほぼ一定としたとき、切り出し孔24から切り出される固体炭材の切り出し量を筒体21の長手方向でほぼ均一にすることができる。なお、この例では、筒体21の長手方向中央部(つまり、筒体21の底部M)の下部に、垂直筒体21aから筒体21へ過剰に供給された炭材を排出するための炭材詰まり防止用切り出し孔25が設けられている。
The
このような赤熱炭材の添加用の装置を用いることによって、赤熱炭材を焼結配合原料供給装置から切り出された焼結原料中に広く分散混合した状態で添加し、焼結原料層を形成することができる。なお、前記垂直筒体21aまたは/および筒体21に加熱機構を併設することによって、加熱装置20を含めた赤熱炭材の添加用の装置全体をコンパクトにすることが可能である。
By using such a device for adding red hot carbon material, the red hot carbon material is added in a state of being widely dispersed and mixed in the sintered raw material cut out from the sintered blended raw material supply device to form a sintered raw material layer can do. By adding a heating mechanism to the
図1または図2に示す構成を有し、表1に示す仕様のDL型焼結試験装置により焼結鉱の製造試験を行った。なお、図2は、点火炉27を風箱2つ分だけ排鉱側のNo.3風箱の上部に移動させ、高温ガスを供給できるフード28を設けた点を除き、図1に示した装置と同じ構成を有する装置である。
A production test for sintered ore was performed using a DL-type sintering test apparatus having the configuration shown in FIG. Note that FIG. 2 shows the number of ignition furnaces No. 2 on the exhaust side for two wind boxes. 3 is an apparatus having the same configuration as the apparatus shown in FIG. 1 except that a
用いた焼結原料(2次ドラムミキサー6で造粒された焼結原料で、この実施例では「配合原料」と記す)は各試験において同一で、原料水分を7.0mass%、8.5mass%または10.0mass%とし、燃料である固体炭材の配合量を3.0%、4.0%または5.0%に変更した。
The sintered raw material used (sintered raw material granulated by the
試験においては、各風箱の排ガス温度を測定し、No.14風箱で最高排ガス温度となるようにパレット速度を調整した。また、風箱の排ガス温度が100℃となる時刻から点火開始時刻を差し引いて燃焼前線到達時刻(FFP)とした。この燃焼前線到達時刻を測定し、焼結ケーキを破砕処理して成品歩留を求め、焼結鉱の成品生産量(単位時間あたりの製造成品量)を求めるとともに、燃焼前線降下速度〔原料層厚470mm/燃焼前線到達時刻(FFP)〕と焼結生産率〔成品生産量/(有効ストランド面積×焼結時間)〕を算出した。なお、前記の焼結時間とは、点火開始から焼結ケーキが吸引ストランドを外れるまでの時間である。 In the test, the exhaust gas temperature of each wind box was measured. The pallet speed was adjusted to achieve the maximum exhaust gas temperature in a 14-air box. Further, the ignition start time was subtracted from the time when the exhaust gas temperature of the wind box reached 100 ° C. to obtain the combustion front arrival time (FFP). The combustion front arrival time is measured, the sintered cake is crushed to obtain the product yield, the product production of the sintered ore (the amount of product produced per unit time) is obtained, and the combustion front descent rate [raw material layer Thickness 470 mm / combustion front arrival time (FFP)] and sintering production rate [product production / (effective strand area × sintering time)] were calculated. The sintering time is the time from the start of ignition until the sintered cake comes off the suction strand.
表2に配合原料における鉄鉱石や副原料、固体炭材等の配合率を、表3に試験で実施した操業条件をまとめて示す。赤熱炭材にはコークスを用いた。また、表4に試験結果を示す。 Table 2 shows the mixing ratios of iron ore, auxiliary materials, solid carbon materials, etc. in the blended raw materials, and Table 3 summarizes the operation conditions carried out in the test. Coke was used for the red hot charcoal. Table 4 shows the test results.
ケース1(試験操業番号1〜5)は単純な従来法で、サージホッパーに貯鉱された配合原料をロールフィーダーで切り出してパッレットに装入し、点火炉で着火させ、風箱を通し空気を吸引して焼結させた場合である。ケース1では吸引風箱の端は点火炉端にあり、点火前に吸引することはない。なお、試験操業番号1〜3では配合原料中の炭材比率を変更し、また、試験操業番号2、4、5では原料水分を変更した。
Case 1 (test operation numbers 1 to 5) is a simple conventional method. The raw material stored in the surge hopper is cut out with a roll feeder, charged into a pallet, ignited with an ignition furnace, air is passed through a wind box. This is the case of suction and sintering. In case 1, the end of the suction wind box is at the end of the ignition furnace and is not sucked before ignition. In test operation numbers 1 to 3, the carbon material ratio in the blended raw material was changed, and in
ケース2(試験操業番号6〜8)はいわゆる予熱ガス焼結法である。図2に示すように、点火炉27をNo.3風箱の上部に移動させ、No.1およびNo.2の風箱の上部には高温ガスを供給できるフード28を設け、400℃の燃焼排ガス(酸素濃度19vol%)を供給するとともに、No.1およびNo.2の風箱を9.8×103Pa(1000mmH2O)の負圧とし、原料層表面から常温の空気を吸引した。試験操業番号6〜8では、配合原料の炭材の配合率および原料水分を変更した。
Case 2 (
ケース3(試験操業番号9)は、ケース2で400℃の燃焼排ガスを供給する代わりに、No.1およびNo.2の風箱位置の上部の原料層表面にマイクロ波加熱装置を設置し、層表面を予熱して焼成を行った。この場合、ケース2の場合と同様に、No.1およびNo.2の風箱を通して吸引した。
In case 3 (test operation number 9), instead of supplying combustion exhaust gas at 400 ° C. in
ケース4−1〜4−3(試験操業番号10〜23、但し試験操業番号19を除く)とケース5(試験操業番号24および25)は本発明例で、ケース4−1〜4−3では点火炉の設置場所をケース1と同じとした。ケース5では点火炉の設置場所をケース2と同じとし、但し、400℃の燃焼排ガスの供給は行わず、原料層表面からNo.1およびNo.2の風箱を通して常温の空気を吸引した。原料層には赤熱コークスが添加されており、空気の供給により燃焼する。
Cases 4-1 to 4-3 (
ケース4−1、ケース5はサージホッパー投入口に配合原料と赤熱コークスを別々に投入した場合(図1に示したルートAによる投入)であり、ケース4−2、4−3はパレット装入時の原料堆積斜面上に赤熱コークスを供給した場合(図1に示したルートBによる投入)である。ケース4−2はガス加熱によりコークスを赤熱状態とした場合、ケース4−3はマイクロ波加熱により赤熱状態とした場合である。 Cases 4-1 and 5 are cases in which the blended raw material and red hot coke are separately charged into the surge hopper inlet (injection by route A shown in FIG. 1), and cases 4-2 and 4-3 are charged in the pallet. This is the case where red hot coke is supplied onto the raw material deposition slope at that time (input by route B shown in FIG. 1). Case 4-2 is a case where coke is brought into a red hot state by gas heating, and case 4-3 is a case where the coke is brought into a red hot state by microwave heating.
表4において、焼結生産率[t/(h・m2)]は予熱のために吸引した風箱の面積を含まない有効ストランド面積あたり、単位焼結時間あたりの成品生産量である。予熱ストランドも含めた生産性は、成品生産量(t/h)で評価できる。 In Table 4, the sintered production rate [t / (h · m 2 )] is a product production amount per unit sintering time per effective strand area not including the area of the air box sucked for preheating. Productivity including preheated strands can be evaluated by product production (t / h).
排ガス温度が最高となる風箱場所と排ガス立ち上がり風箱場所には概ね一定の関係があり、燃焼前線降下速度が大きい、すなわち燃焼前線到達時刻が早い方が焼結生産率は高くなる。なお、風箱面積(予熱用、点火炉用および焼成用の各風箱の面積を合わせた全風箱の合計面積)が同一である本試験の場合、予熱用風箱が存在するケース2、ケース3、ケース5では予熱用風箱面積分だけ焼成用風箱面積が狭くなっており、生産率が同一であっても、予熱ストランドを含めた成品生産量はその狭くなった分低く評価されることになる。
The wind box location where the exhaust gas temperature is highest and the exhaust gas rising wind box location have a substantially constant relationship, and the higher the combustion front descending speed, that is, the earlier the combustion front arrival time, the higher the sintering production rate. In the case of this test in which the wind box area (the total area of all wind boxes including the areas of the preheating, ignition furnace, and firing windboxes) is the same,
表4に示した結果において、まず、燃焼前線降下時刻(FFP)についてみると、本発明例の試験操業番号10〜25(試験操業番号19を除く)では、予熱用風箱が存在する場合、存在しない場合のいずれについても、燃焼前線降下時刻(FFP)が試験操業番号1〜9の場合よりも短くなっている。すなわち、燃焼前線降下時刻(FFP)から求められる燃焼前線降下速度が向上するわけで、本発明の製造方法が焼結生産性(焼結生産率)を改善し得る優れた方法であることがわかる。
In the results shown in Table 4, first, regarding the combustion front drop time (FFP), in the
また、試験操業番号12〜19および試験操業番号23〜25では、赤熱コークスの添加率を変更したが、赤熱コークスの添加率が0.01〜2.0mass%の範囲において、焼結生産率の改善効果が認められ、添加率が2.5mass%(試験操業番号19)になると、焼成を安定的に行えず、生産率は低下した。
In addition, in the test operation numbers 12 to 19 and the
試験操業番号10、11および試験操業番号20〜22では、赤熱コークスの添加率を一定とし、粒径を変更したが、粒径1mmを超え15mm以下が良好で、粒径が1mm以下(試験操業番号10)では改善効果がやや低減した。また、粒径が15mmを超える場合も改善効果が低減した。
In
加熱方法としてはマイクロ波加熱(ケース4−3、試験操業番号20〜23、但し粒径15mm超の試験操業番号22を除く)の方がガス加熱(ケース4−2、試験操業番号15)よりも焼結生産率の改善効果が大きく、添加場所についてはサージホッパーで添加する(ケース4−1、試験操業番号11)よりも原料層堆積斜面上に添加した(ケース4−3、試験操業番号20〜23、但し粒径15mm超の試験操業番号22を除く)方が改善効果が大きかった。
As a heating method, microwave heating (case 4-3,
本発明の焼結鉱の製造方法によれば、簡易な設備で、燃焼前線降下速度を高め、焼結生産率を向上させることができる。大掛かりな高温ガス発生装置や輸送配管装置、ガス排出処理装置等を必要とせず、また多大な加熱エネルギーを消費することもないので、焼結鉱の製造に容易に、かつ有効に利用することができる。 According to the method for producing a sintered ore of the present invention, it is possible to increase the combustion front descending speed and improve the sintering production rate with simple equipment. It does not require large-scale high-temperature gas generators, transportation piping equipment, gas exhaust treatment equipment, etc., and does not consume a large amount of heating energy, so it can be used easily and effectively for the production of sintered ore. it can.
1:鉄鉱石
2:返鉱
3:石灰石
4:固体炭材
5:1次ドラムミキサー
6:2次ドラムミキサー
7:焼結配合原料供給装置
8:赤熱状態の固体炭材(赤熱炭材)
9:サージホッパー入り口
10:焼結原料層堆積斜面
11:ロールフィーダー
12、13:装入ガイドシュート
14:焼結機パレット
15:風箱群
16:トラック
17:貯鉱槽
18:気流輸送システム
19:貯鉱槽
20:加熱装置
21:筒体
21a:垂直筒体
22:固体炭材輸送機構
22a:回転軸
22b:螺旋状フィン
23:開度調整ゲート
24:切り出し孔
25:炭材つまり防止用切り出し孔
26:赤熱炭材
27:点火炉
28:フード
1: Iron Ore 2: Return Ore 3: Limestone 4: Solid Carbon Material 5: Primary Drum Mixer 6: Secondary Drum Mixer 7: Sintered Compound Raw Material Supply Device 8: Red Hot Solid Carbon Material (Red Hot Carbon Material)
9: Surge hopper entrance 10: Sintering raw material layer deposition slope 11: Roll feeder 12, 13: Charging guide chute 14: Sinter pallet 15: Wind box group 16: Truck 17: Reservoir 18: Airflow transport system 19 : Storage tank 20: heating device 21:
Claims (3)
The method for producing a sintered ore according to claim 1 or 2, wherein the red-hot solid carbon material is obtained by microwave heating.
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---|---|---|---|
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CN110699542A (en) * | 2019-10-22 | 2020-01-17 | 安徽省东岷恒大冶金科技有限公司 | Process method and device for upgrading and modifying sintered surface layer ore |
US10724115B2 (en) | 2015-03-17 | 2020-07-28 | Korea University Research And Business Foundation | Magnetite-based sintered ore and method of producing same |
JP7474872B2 (en) | 2020-05-29 | 2024-04-25 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | Preparation method for carbon-iron composite furnace charge |
-
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- 2004-10-08 JP JP2004296815A patent/JP2006104567A/en active Pending
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