JP2007270170A - Sinter cake-supporting stand - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高炉等で原料として使用される焼結鉱を製造する焼結機のシンターケーキ支持スタンドに関する。 The present invention relates to a sinter cake support stand of a sintering machine for producing sintered ore used as a raw material in a blast furnace or the like.
高炉等の製鉄プロセスでは、粉鉄鉱石を焼結機で塊状に焼き固めた焼結鉱を原料として使用することが多い。図4は一般的な焼結機による焼結鉱製造工程を示す。この焼結鉱製造工程では、まず、主原料の粉鉄鉱石、副原料の石灰石および燃料のコークスを、それぞれホッパー11、12、13から切り出し、返鉱ホッパー14から切り出した返鉱とともにミキサー15で調湿、造粒して焼結原料とする。この焼結原料をサージホッパー16に搬送して一旦貯蔵した後、ドラムフィーダー17から切り出し、シュート18を介して焼結パレット19の供給部に供給することにより、焼結パレット19上に焼結原料層20を形成する。そして、焼結パレット19により搬送される焼結原料層20の表層のコークスに点火炉21で点火して、焼結原料層20の下方に空気を吸引しながらコークスを燃焼させ、この燃焼熱で焼結原料層20を上層から下層へ順次焼結していく。このようにして焼結が完了した原料は、焼結鉱として焼結パレット19の排出部から排出される。
In iron making processes such as blast furnaces, sintered ore obtained by sintering powder iron ore into a lump with a sintering machine is often used as a raw material. FIG. 4 shows a sinter production process by a general sintering machine. In this sintered ore production process, firstly, the main raw material powdered iron ore, the auxiliary raw material limestone, and the fuel coke are cut out from the
上記のような焼結方法では、焼結原料層の上層部が下層部よりも先に焼結されて焼結塊(以下、「シンターケーキ」と記す。)となるため、焼結が進むにつれて原料層の下層部がシンターケーキの重みを受けて圧縮され、高密度になっていく。焼結原料層が高密度化すると、通気性が低下して、コークスの燃焼速度の低下や燃焼むらが生じる。その結果、焼結速度が遅くなるし、焼結パレットから排出される焼結鉱の品質のばらつきも大きくなり、生産性が低下しやすい。 In the above sintering method, the upper layer portion of the sintering raw material layer is sintered before the lower layer portion to form a sintered mass (hereinafter referred to as “sinter cake”). The lower part of the raw material layer is compressed under the weight of the sinter cake and becomes dense. When the sintered raw material layer is densified, the air permeability is lowered, resulting in a reduction in the combustion rate of coke and uneven combustion. As a result, the sintering speed is slowed, the quality of the sintered ore discharged from the sintering pallet is highly varied, and the productivity tends to be lowered.
そこで、焼結パレットに、シンターケーキの重みを受ける支持部材(以下、「シンターケーキ支持スタンド」、または単に「スタンド」と記す。)を、焼結原料層に埋没するように設置することにより、原料層の下層部の高密度化による通気性の低下を防止し、焼結鉱の生産性の向上を図ることが提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。このシンターケーキ支持スタンドは、焼結パレットの供給部から排出部へ向かう途中で高さ方向に大きな温度差が生じ、焼結パレットの排出部から供給部へ戻るときには全体が冷却されることにより、繰り返し熱応力を受けるので、一般に、耐熱疲労性に優れ、十分な高温強度を有する耐熱鋳鋼で形成されることが多い。
しかしながら、上記シンターケーキ支持スタンドは、焼結パレットの供給部に焼結原料が供給されるときや、パレット排出部で焼結完了後の原料が焼結鉱として排出されるときに原料と擦れ合って摩耗するので、減肉により徐々にシンターケーキの重みを支えきれなくなって、焼結原料層の通気性低下を防止できなくなる。このため、焼結鉱製造工程では比較的頻繁なスタンド交換が必要であり、新品スタンドの製作費用やスタンド交換にかかる手間が焼結機全体のメンテナンスコストを押し上げる要因の一つとなっている。また、スタンド交換作業のために焼結機の休止期間が長くなるという問題もある。 However, the sinter cake support stand rubs against the raw material when the sintering raw material is supplied to the supply part of the sintering pallet or when the raw material after sintering is discharged as the sintered ore at the pallet discharging part. Therefore, the weight of the sinter cake cannot be supported gradually due to the thinning, and the air permeability of the sintered raw material layer cannot be prevented from being lowered. For this reason, relatively frequent stand replacement is required in the sintered ore manufacturing process, and the cost of manufacturing a new stand and the trouble of replacing the stand are factors that increase the maintenance cost of the entire sintering machine. In addition, there is also a problem that the rest period of the sintering machine becomes longer due to the stand replacement work.
本発明の課題は、焼結機の焼結パレットに設置されるシンターケーキ支持スタンドの長寿命化を図ることである。 An object of the present invention is to extend the life of a sinter cake support stand installed on a sintering pallet of a sintering machine.
上記の課題を解決するために、本発明は、焼結機の焼結パレット上に形成される焼結原料層に埋没するように設置されて、前記焼結原料層の上層部の焼結により生成したシンターケーキを支持するシンターケーキ支持スタンドにおいて、前記焼結原料と接触する部位の少なくとも一部を、耐熱鋳鋼の母材に硬質粒子を分散させた複合層で形成するようにしたのである。このようにすれば、シンターケーキ支持スタンドの焼結原料との接触部の摩耗の進行を遅らせ、交換周期を延長することができる。 In order to solve the above problems, the present invention is installed so as to be buried in a sintering raw material layer formed on a sintering pallet of a sintering machine, and by sintering the upper layer portion of the sintering raw material layer. In the sinter cake support stand that supports the produced sinter cake, at least a part of the portion that contacts the sintering raw material is formed of a composite layer in which hard particles are dispersed in a base material of heat-resistant cast steel. In this way, it is possible to delay the progress of wear at the contact portion of the sinter cake support stand with the sintered raw material and extend the replacement cycle.
前記硬質粒子の素材としては、酸化物、炭化物、窒化物のいずれかを採用するとよい。具体的には、アルミナ(Al2O3)、マグネシア(MgO)、ジルコニア(Zr2O)、炭化珪素、窒化珪素のいずれかを採用することが望ましい。これらの各素材は原料と反応しにくく、適度な硬さ(ビッカース硬さでHV800〜4000、好ましくはHV900〜4000)を有しているからである。なお、各素材の硬さは、アルミナがHV2000程度、マグネシアがHV975程度、ジルコニアがHV1300程度、炭化珪素がHV2500程度、窒化珪素がHV3300程度である。 As the material for the hard particles, any one of oxide, carbide, and nitride may be employed. Specifically, it is desirable to employ any one of alumina (Al 2 O 3 ), magnesia (MgO), zirconia (Zr 2 O), silicon carbide, and silicon nitride. This is because each of these materials hardly reacts with the raw material, and has an appropriate hardness (Vickers hardness: HV 800 to 4000, preferably HV 900 to 4000). The hardness of each material is about HV2000 for alumina, about HV975 for magnesia, about HV1300 for zirconia, about HV2500 for silicon carbide, and about HV3300 for silicon nitride.
また、前記硬質粒子の粒径は、3〜7mmとすることが望ましい。硬質粒子を耐熱鋳鋼の鋳造時に複合する場合、粒径が3mm未満の硬質粒子を使用すると、粒子間に耐熱鋳鋼の溶湯が入り込みにくくなって複合層が薄くなりやすく、一方、7mmを超える粒径の硬質粒子を使用すると、粒子間の母材面積が増大するので、粒子間の母材が焼結原料と擦れ合いやすくなり、いずれも耐摩耗性向上効果が小さくなるからである。このとき、複合層の硬質粒子の配合割合は、硬質粒子と母材の体積比が10:90〜90:10の範囲に収まるようにし、複合層の厚みは3〜10mmとするとよい。 The hard particles preferably have a particle size of 3 to 7 mm. When compounding hard particles when casting heat-resistant cast steel, if hard particles with a particle size of less than 3 mm are used, the melt of the heat-resistant cast steel is difficult to enter between the particles and the composite layer tends to be thin, whereas the particle size exceeding 7 mm When the hard particles are used, the area of the base material between the particles is increased, so that the base material between the particles is easily rubbed with the sintered raw material, and the effect of improving the wear resistance is reduced. At this time, the mixing ratio of the hard particles in the composite layer is such that the volume ratio of the hard particles to the base material is within the range of 10:90 to 90:10, and the thickness of the composite layer is preferably 3 to 10 mm.
本発明は、上述したように、シンターケーキ支持スタンドの焼結原料との接触部を、耐熱鋳鋼の母材に硬質粒子を分散させた複合層で形成するようにしたので、スタンドの摩耗の進行を遅くして、スタンドを長寿命化することができる。従って、このスタンドを用いた焼結機は、従来よりもスタンドの交換周期が長く、新品スタンドの製作費やスタンド交換作業の労務費の減少によりメンテナンスコストの削減が図れる。また、スタンド交換作業のための休止期間を短縮することもできる。 In the present invention, as described above, the contact portion with the sintering raw material of the sinter cake support stand is formed by the composite layer in which hard particles are dispersed in the base material of the heat-resistant cast steel. It is possible to extend the life of the stand by slowing down. Therefore, the sintering machine using this stand has a longer stand replacement cycle than before, and the maintenance cost can be reduced by reducing the production cost of the new stand and the labor cost of the stand replacement work. In addition, the suspension period for the stand replacement work can be shortened.
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このシンターケーキ支持スタンド1は、図1(a)〜(c)に示すように、台形板状の本体部2とその下部に連続する取付部3とからなり、図2に示すように、一般的な焼結鉱製造工程(図4参照)の焼結機の焼結パレット19に2〜4列配置される(図2は2列配置の例)。本体部2の高さは300mmであり、この本体部2が焼結パレット19上に形成されて600mm程度の高さとなる焼結原料層20に埋没し、焼結原料層20の上層部の焼結により生成したシンターケーキを支持するようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1A to 1C, the sinter
前記本体部2と取付部3とは、耐熱鋳鋼で一体鋳造されており、図1に示したように、焼結原料と接触する本体部2表面のうち、上面、前後の傾斜面および両側面の上部と傾斜面に沿う縁部が、母材に硬質粒子を分散させた複合層4で形成されている。この複合層4は、厚みTが3〜10mmとなっており、硬質粒子としては、粒径が3〜7mmのアルミナが使用されているが、その素材にはマグネシア、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素等の酸化物、炭化物、窒化物を用いてもよい。
The
次に、このスタンドの製造方法について説明する。まず、製品となるスタンドの所定の部位から複合層の体積分だけ削り取った形状の発泡模型を作製し、硬質粒子を複合させようとする部位に両面テープを貼り付けて、テープ表面にアルミナ粒子を密に貼着したうえ、別のテープでアルミナ粒子をマスキングする。次に、発泡模型に塗型剤を塗布した後、鋳枠に模型をセットするとともに砂を充填して鋳型を形成する。そして、鋳枠に耐熱鋳鋼の溶湯を注入すると、溶湯の熱により発泡模型およびテープが気化して、溶湯が鋳型内に充填され、模型表面に貼着されていたアルミナ粒子の間に入り込むことにより、所定の部位にアルミナ粒子を複合させた製品が得られる。 Next, the manufacturing method of this stand is demonstrated. First, create a foam model with a shape that is the volume of the composite layer cut from a predetermined part of the product stand, and attach double-sided tape to the part where hard particles are to be composited. After tightly sticking, mask the alumina particles with another tape. Next, after applying a coating agent to the foamed model, the model is set on a casting frame and filled with sand to form a mold. Then, when the molten metal of heat-resistant cast steel is injected into the casting frame, the foam model and the tape are vaporized by the heat of the molten metal, and the molten metal is filled in the mold and enters between the alumina particles adhered to the model surface. A product in which alumina particles are combined at a predetermined site is obtained.
ここで、アルミナ粒子の粒径を3〜7mmに揃えることにより、注湯時に粒子間に溶湯が入り込みやすく、かつ粒子間の母材面積の増大を極力抑えるようにしたので、複合層4を適度な厚みに形成できるし、粒子間の母材と焼結原料との擦れ合いが抑えられ、十分な耐摩耗性向上効果が得られる。 Here, by aligning the particle size of the alumina particles to 3 to 7 mm, the molten metal easily enters between the particles during pouring, and the increase in the base material area between the particles is suppressed as much as possible. It can be formed with a sufficient thickness, and the friction between the base material and the sintered raw material between the particles can be suppressed, and a sufficient wear resistance improving effect can be obtained.
なお、上記のスタンド製造方法では、アルミナ粒子を両面テープで発泡模型の表面に貼り付けたが、円柱状に成形したアルミナを模型の所定部位に押し込むようにしてもよい。このとき、アルミナ端部を模型表面から露出させておけば、注湯時にアルミナの配列が乱れにくくなり、より均一にアルミナを製品の所定部位に分散させることができる。 In the above stand manufacturing method, the alumina particles are attached to the surface of the foamed model with a double-sided tape. However, alumina formed into a cylindrical shape may be pushed into a predetermined part of the model. At this time, if the end portion of the alumina is exposed from the model surface, the arrangement of the alumina is less likely to be disturbed during pouring, and the alumina can be more uniformly dispersed in a predetermined portion of the product.
このシンターケーキ支持スタンドは、上記の構成であり、焼結原料との接触面のうち、焼結原料との擦れ合いによる摩耗の進行が早い部位を、耐熱鋳鋼の母材に硬質のアルミナ粒子を分散させた複合層4で形成したので、この部位の摩耗の進行が従来よりも遅く、長寿命である。
This sinter cake support stand has the above-described structure, and a portion of the contact surface with the sintering raw material where the wear progresses quickly due to rubbing with the sintering raw material is made of hard alumina particles on the base material of the heat-resistant cast steel. Since the
図3(a)〜(c)は本体部形状の変形例を示す。この変形例では、本体部2の上面が上方に凸の円弧面に形成されており、その分高さも図1の例より100mm高くなっているが、上面、前後の傾斜面および両側面の上部と傾斜面に沿う縁部が母材にアルミナ粒子を分散させた複合層4で形成され、その厚みTが3〜10mmとなっている点は、図1の例と同じである。
3A to 3C show modified examples of the shape of the main body. In this modification, the upper surface of the
1 スタンド
2 本体部
3 取付部
4 複合層
11、12、13、14 ホッパー
15 ミキサー
16 サージホッパー
17 ドラムフィーダー
18 シュート
19 焼結パレット
20 焼結原料層
21 点火炉
DESCRIPTION OF
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JP2006094046A JP2007270170A (en) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | Sinter cake-supporting stand |
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---|---|---|---|---|
WO2010119988A1 (en) * | 2009-04-16 | 2010-10-21 | 新日本製鐵株式会社 | Sintering machine |
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- 2006-03-30 JP JP2006094046A patent/JP2007270170A/en active Pending
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