JP2009030853A - ドワイトロイド式焼結機の床敷き鉱装入装置および焼結鉱の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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、比較的低いコストで、焼結パレットに装入される床敷き鉱の上面を、焼結パレットの幅方向において水平に平滑化できる、ドワイトロイド式焼結機の床敷き鉱装入装置および焼結鉱の製造方法を提供すること。
【解決手段】ドワイトロイド式焼結機の焼結パレットに床敷き鉱を装入するための床敷き鉱ホッパーとシャッターとを有する装置であって、下部が焼結パレットとほぼ同じ幅である床敷き鉱ホッパーの一つの側壁の下部に床敷き鉱ホッパーの幅方向全長に亘る開口部を有し、該開口部の前面に上下動可能で下部が平坦なシャッターが設けられている床敷き鉱装入装置を用いる。床敷き鉱ホッパーの底部は閉塞または開口している。この床敷き鉱装入装置を用い、装置の下端を焼結パレットのグレート面から５０ｍｍ以内の高さ位置に設置して、焼結鉱を製造する。
【選択図】図５

Description

本発明は、高炉等の主原料として用いられる焼結鉱を製造するドワイトロイド式焼結機の床敷き鉱装入装置および焼結鉱の製造方法に関する。

図１に、焼結鉱を製造するドワイトロイド式焼結機の概略図を示す。図１において、ドワイトロイド式焼結機１は、無限軌道上を走行する焼結パレット２を有し、鉄鉱石にコークス粉と石灰粉を混合して原料を調合し、この原料を、移動している焼結パレット２に装入する。次いで、焼結パレット２に装入された原料の表面部のコークスに点火装置３で点火し、焼結パレット２の下側の風箱４から空気を吸引しながらコークスを燃焼させ、その燃焼熱で鉄鉱石を焼結させて、焼結鉱を製造する。

焼結機のパレットに原料を装入する際には、焼結パレット２のグレート（格子）面から細粒の原料が落下することを防止するために、焼結パレット２のグレート面上に、まず粗粒の成品焼結鉱からなる床敷き鉱を床敷き鉱用ホッパ５から装入し、その上に配合した焼結原料を焼結原料用ホッパ６から装入する。

焼結パレット上に床敷き鉱と配合原料とを装入する従来の配合原料供給装置の例を図２に示す。図２に示す装置は、床敷き鉱用に十分な量の粗粒の焼結鉱を成品焼結鉱から採取することが困難であり、細粒および粗粒の混合状態の床敷き鉱を使用する場合に用いるものであり、細粒および粗粒の床敷き鉱が混在して装入されている床敷き鉱ホッパーから床敷き鉱を、シュート直下にパレット進行方向と逆方向に傾斜して設けられたグリズリー型分級装置を介して進行するパレット上に装入し、パレット・グレート間隔より大きい粒径の粗粒床敷き鉱を直接パレット・グレート面上に敷設し、またこれより小さい粒径の細粒床敷き鉱を粗粒床敷き鉱の上面に敷設するようにして、ドワイトロイド式（ＤＬ型）焼結機に床敷き鉱を装入している（例えば、特許文献１参照。）。

床敷き鉱用ホッパー５の落下シュート７下端にグリズリー型分級装置８を設け、落下する床敷き鉱のうち粗粒部分を篩い上として分級装置８の傾斜面を落下させて焼結パレット２の上流部分に落下させ、細粒部分を篩い下として分級装置８下部の、粗粒の床敷き鉱が敷設された焼結パレット２上に落下させる。９は床敷き鉱用ホッパー５からの排出量を調整するゲートである。これにより、粗粒の床敷き鉱を優先して焼結パレット２上に装入することができるので、焼結パレット２のグレート面１０からの細粒の床敷き鉱の落下を防止することができる。焼結原料用ホッパー６内の原料はロータリフィーダ１１等で定量的に切出し、シュート１２等を介して焼結パレット２の床敷き鉱上に装入する。

通常の床敷き鉱用ホッパーとしては、図２においてグリズリー型分級装置８を有さないものや、焼結原料用ホッパー６のようにロールフィーダーを用いて床敷き鉱を切り出すタイプのものが使用されている
また、図１に示すドワイトロイド式焼結機において、床敷き鉱用ホッパー５と焼結原料用ホッパー６間の焼結パレット２上部に、焼結パレット２上に装入された床敷き鉱の層厚を均一化する床敷き原料敷設装置を設けることで、焼結パレットの幅方向に均等な層厚と充填密度を有する床敷き原料層を得ることのできるものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。図３に床敷き原料敷設装置１３の上面図、図４に床敷き原料敷設装置１３のパレット幅方向の正面図を示す。床敷き原料敷設装置１３は、焼結パレット２上の床敷き鉱の表面を均すスクレーパーに相当するものである。
特開平４−６６６２４号公報 特開平３−５０４９３号公報

焼結鉱の歩留を向上させるためには、焼結原料を焼結機で焼成して製造される焼結ケーキを均一に焼成させる必要がある。焼結ケーキを均一に焼成させるためには、焼結パレット上に装入される焼結原料を均一化することが重要であり、そのためには焼結パレットのグレート面上に装入された床敷き鉱の上面が焼結パレットの幅方向（焼結パレットの進行方向と直角方向）で水平に平滑化されていることが必要である。

しかし、特許文献１に記載のような従来技術を用いた場合、床敷き鉱用ホッパから落下シュート等を介して焼結パレットのグレート上面に床敷き鉱を供給する際に、床敷き鉱の層厚が焼結パレット幅方向で変化し、焼結パレットの上面に装入された床敷き鉱の上面を水平に平滑化することができないという課題があった。

一方で、特許文献２に記載のように床敷き原料敷設装置（スクレーパー）を用いて焼結パレット上に装入された床敷き鉱の上面を平滑化する場合、焼結パレットのサイドウオール（側壁：図３、図４の１４）近辺の床敷き鉱は、焼結パレットのサイドウオール側に押し付けられてサイドウオール部分で山状に盛り上がり、焼結パレット幅方向全体としての平滑化は困難である。さらに、床敷き原料敷設装置は、その構造が複雑であり、構成部品、部材が多数あるため、これらの構成部品、部材の保全に多くの手間と費用がかかるという問題もある。

したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、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、比較的低いコストで、焼結パレットに装入される床敷き鉱の上面を、焼結パレットの幅方向において水平に平滑化できる、ドワイトロイド式焼結機の床敷き鉱装入装置および焼結鉱の製造方法を提供することにある。

このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）、ドワイトロイド式焼結機の焼結パレットに床敷き鉱を装入するための床敷き鉱ホッパーとシャッターとを有する装置であって、前記床敷き鉱ホッパー下部の幅がほぼ前記焼結パレット幅と同じであり、下部が前記焼結パレットとほぼ同じ幅である前記床敷き鉱ホッパーの一つの側壁の下部に前記床敷き鉱ホッパーの幅方向全長に亘る開口部を有し、該開口部の前面に上下動可能で下部が平坦なシャッターが設けられていることを特徴とする床敷き鉱装入装置。
（２）、床敷き鉱ホッパーの底部が閉塞していることを特徴とする（１）に記載の床敷き鉱装入装置。
（３）、床敷き鉱ホッパーの底部が開口していることを特徴とする（１）に記載の床敷き鉱装入装置。
（４）、床敷き鉱ホッパーが、下部に切り出しゲートが設けられた床敷き鉱上部ホッパーと、該床敷き鉱上部ホッパーの下方に設置され、該床敷き鉱上部ホッパーから排出される床敷き鉱を受ける、床敷き鉱下部ホッパーとからなることを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載の床敷き鉱装入装置。
（５）、（１）ないし（４）のいずれかに記載の床敷き鉱装入装置を用い、該装置の下端を焼結パレットのグレート面から５０ｍｍ以内の高さ位置に設置して、前記焼結パレット上に床敷き鉱を装入し、該床敷き鉱の上に焼結原料を装入して焼結鉱を製造することを特徴とする焼結鉱の製造方法。

本発明によれば、比較的低いコストで、ドワイトロイド式焼結機の焼結パレットに装入される床敷き鉱の上面を、焼結パレットの幅方向において水平に平滑化できる。

これにより、床敷き鉱原単位を低減させると共に、焼結パレット幅方向での焼成温度のばらつきが低減し、焼結ケーキの焼成が均一化し、返鉱原単位が減少して、焼結鉱の歩留も向上する。

本発明の、ドワイトロイド式焼結機の焼結パレットに床敷き鉱を装入するための装置は、床敷き鉱ホッパーとシャッターとを有し、床敷き鉱ホッパー下部の幅がほぼ焼結パレット幅と同じであり、設置した際に焼結パレットの進行方向に相当する面の側壁となる、下部が焼結パレットとほぼ同じ幅である床敷き鉱ホッパーの一つの側壁の下部に床敷き鉱ホッパーの幅方向全長に亘る開口部を有し、該開口部の前面に上下動可能で下部が平坦なシャッターが設けられている。シャッターの上下動により、開口部の開度を調整することができる。

一つの実施形態としては、床敷き鉱ホッパーの底部は閉塞している。また、他の実施形態として床敷き鉱ホッパーの底部が開口した状態とすることもできる。

さらに、床敷き鉱ホッパーを、下部に切り出しゲートが設けられた床敷き鉱上部ホッパーと、該床敷き鉱上部ホッパーの下方に設置され、該床敷き鉱上部ホッパーから排出される床敷き鉱を受ける、床敷き鉱下部ホッパーとの上下に分かれた構造とすることも可能である。

図５を用いて本発明の床敷き鉱装入装置を説明する。図５は本発明の床敷き鉱装入装置の一実施形態であり、斜視図である。床敷き鉱装入装置は、ドワイトロイド式焼結機の無限軌道上を走行する複数の焼結パレットに床敷き鉱を供給するために設置されるものであり、ドワイトロイド式焼結機は、無限軌道上を走行する焼結パレットと、該焼結パレットに床敷き鉱を装入する床敷き鉱装入装置と、装入された床敷き鉱の上に焼結原料を装入する焼結原料用ホッパーを有している。

床敷き鉱装入装置２１は、床敷き鉱上部ホッパー２２、床敷き鉱下部ホッパー２３からなり、床敷き鉱上部ホッパー２２の下部に切り出しゲート２４が設けられている。床敷き鉱上部ホッパー２２の下方に、床敷き鉱上部ホッパー２２から排出される床敷き鉱を受ける、上面部が全て開口状態に形成された床敷き鉱下部ホッパー２３が設置されている。床敷き鉱下部ホッパー２３の幅（図５中に矢印で示す焼結パレット２の進行方向に垂直な、焼結パレット２の幅方向での幅）は、床敷き鉱上部ホッパー２２の幅（焼結パレット２の幅方向での幅）よりも大なる幅寸法を有している。図５において、床敷き鉱下部ホッパー２３の下面は閉塞され、床敷き鉱下部ホッパー２３の側壁下端の焼結パレット２の進行方向に向いた面を床敷き鉱下部ホッパー２３の幅方向全長に亘り開口し、該開口部の前面に上下動可能なシャッター２５（均しゲート板）が設けられている。

また、他の実施形態として、床敷き鉱下部ホッパー２３の下面を閉塞せず、開口部とすることも可能である。図６、図７は本発明の床敷き鉱装入装置の他の一実施形態であり、図６は側面図（焼結機ライン進行方向に対して横方向から見た図）、図７は床敷き鉱装入装置下部の縦断面図（焼結機ライン進行方向に平行な方向での断面図）である。図６、図７において２６は開口部であり、床敷き鉱下部ホッパー２３を所定の距離だけ焼結パレットの上方に設置することで、図６、図７における左側の下端部に床敷き鉱下部ホッパー２３の幅方向全長に亘る開口部を形成することができる。そして開口部の全面に上下動可能なシャッター２５（均しゲート板）が設けられている（図６、図７においてはシャッター２５は閉状態である。）。図７において斜線で示されている部分がシャッター２５である。２７は磨耗防止のライナーである。

床敷き鉱下部ホッパー２３の下端部の幅は、床敷き鉱下部ホッパー２３がパレットの側壁に接触しない程度で、ほぼパレット幅に等しく設定されている。２８はスプロケットである。

床敷き鉱上部ホッパー２２と床敷き鉱下部ホッパー２３とは一体とすることも可能であるが、上下２段ホッパーとして、間に切り出しゲートを設けた方が、床敷き鉱の装入量の制御が容易であり、メンテナンスも容易である。

上記の床敷き鉱装入装置を用いる際には、開口部を焼結パレットの進行方向に向けて焼結パレット上に設置する。そして装置の下端を焼結パレットのグレート面から５０ｍｍ以内の高さ位置に設置して、前記焼結パレット上に床敷き鉱を装入する。

上記の床敷き鉱装入装置を用いた場合に、床敷き鉱を焼結パレットに装入する方法を図５を用いて説明する。床敷き鉱装入装置２１の床敷き鉱上部ホッパー２２に装入された床敷き鉱３０ａは、切り出しゲート２４の開閉により、所定量が床敷き鉱下部ホッパー２３に装入される。切り出しゲート２４の開口部から、切り出しゲート２４の開放すきまに応じた量の床敷き鉱が、床敷き鉱下部ホッパー２３内に落下し、滞留する。床敷き鉱下部ホッパー２３内に滞留した床敷き鉱は、床敷き鉱下部ホッパー２３の側壁下端の焼結パレット２進行方向に向いた面を床敷き鉱下部ホッパー２３の幅方向全長に亘り設けた開口部から、シャッター２５の昇降位置に応じた開放すきまの大きさに対応して床敷き鉱３０ｂが焼結パレット２のグレート面１０に落下・装入される仕組みである。

焼結パレット２のグレート面１０上に落下・装入される床敷き鉱３０ｂは、焼結パレット２の進行速度に応じてグレート面１０の移動長さ分だけ装入されるので、焼結パレット２の幅方向における床敷き鉱３０ｂの装入量は均一であり、床敷き鉱下部ホッパー２３の下端から焼結パレット２のグレート面１０との距離（落下距離）を５０ｍｍ程度と小さくすることで床敷き鉱３０ｂが落下する際に衝突飛散することを極めて少なくできるので、床敷き鉱３０ｂを焼結パレット２のグレート面１０上に平滑的に装入することができる。

シャッター２５は上下動可能な機構を有し、床敷き鉱の装入量を調整すると共に、均しゲートとして、床敷き鉱表面を焼結パレット２への装入と同時に均して平坦にする役目を兼ね備えている。また、床敷き鉱下部ホッパー２３下部の側壁の開口部の幅は、ほぼパレット幅に等しく設定されているので、焼結パレット２の両端部に盛り上がりが形成されることはない。

また、図６、図７に示す床敷き鉱装入装置を用いる場合には、床敷き鉱装入装置２１の床敷き鉱上部ホッパー２２に装入された床敷き鉱は、切り出しゲート２４の開閉により、所定量が床敷き鉱下部ホッパー２３に装入され、床敷き鉱下部ホッパー２３内の床敷き鉱は、下部の開口部２６から順次排出されるが、焼結パレット２が停止中は流出せず、床敷き鉱下部ホッパー２３内の床敷き鉱は落下しない。操業が開始されると、シャッター２５を上方向に移動することで側壁下部に開口部が形成され（図６、７において左下部）、焼結パレット２の移動と共にシャッター２５の下部から焼結パレット２に床敷き鉱が装入される。シャッター２５は上記と同様上下動可能な機構を有し、床敷き鉱の装入量を調整すると共に、均しゲートとして、床敷き鉱表面を焼結パレット２への装入と同時に均して平坦にする役目を兼ね備えている。また、床敷き鉱下部ホッパー２３下部の開口部２６の幅は、ほぼパレット幅に等しく設定されているので、焼結パレット２の両端部に盛り上がりが形成されることはない。

以上のように本発明では、床敷き鉱下部ホッパー２３の焼結パレット２の進行方向に向いた面（焼結パレット２の進行方向に対して下流側）の側壁の下部にシャッターを用いて開口部を形成することにより、装入量の調整と表面の均し作業を行いながら床敷き鉱の装入を行うことができるので、余分な量の床敷き鉱が焼結パレットに装入されることがなく、焼結パレット幅方向において水平で平滑な表面を有するように装入できる。

図８に、図５〜７に示す装置を用いて焼結パレットに床敷き鉱を装入した場合の、焼結パレット内の床敷き鉱の装入状態を焼結パレットの進行方向に垂直な方向（焼結パレットの幅方向）での断面図で示す。図８に示すように、焼結パレットの幅方向において、床敷き鉱３０層の層厚は均一で平滑的であり、かつ装入充填密度を均一にできるので、その上方に装入する焼結原料を層厚均一に装入することができる。３１は床敷き鉱３０の上に装入した焼結原料である。これにより、焼結パレットのグレート面１０上の、床敷き鉱３０と焼結原料３１全体としての通気度が均一になり、したがって焼結鉱を均一に焼成することが可能となる。これにより返鉱原単位が低減する。

これに対して従来の床敷き鉱装入装置を用いた場合は、例えば図２に示す装置では、ゲート９の開閉により床敷き鉱ホッパーからの排出量を調整し、排出された原料は落下シュート７を流れ落ちて焼結パレット上に装入されるため図９に示すように床敷き鉱３０層の表面に凹凸が発生する。凹凸を掻き板等で均すと、焼結パレットの側壁部分に盛り上がり部分が形成されてしまうことになる。この床敷き鉱の上に焼結原料を装入すると、床敷き鉱３０と焼結原料３１全体としての通気度は幅方向位置でばらついており、したがって焼結鉱を均一に焼成することは困難である。

ドワイトロイド式焼結機において、図６、７に示す装置と同様の、床敷き鉱下部ホッパーの下面が開放され、焼結パレット進行方向の側壁の下部にシャッター設置した本発明の床敷き鉱装入装置を用いて、床敷き鉱を焼結パレットに装入し、さらに焼結原料を装入して焼結鉱の製造を行なった。床敷き鉱装入装置は、その下端部が焼結パレットのグレート面から５０ｍｍの高さ位置となるように設置した。

また比較のために、床敷き鉱上部ホッパーと床敷き鉱下部ホッパーとの間にドラムフィーダを設置し、シャッターの下端を床敷き鉱下部ホッパーの下端位置と同じになる位置で固定して、床敷き鉱下部ホッパーが単なるシュートとしてのみ機能する状態とした床敷き鉱装入装置を用いて焼結鉱の製造を行なった。この場合は床敷き鉱は、床敷き鉱上部ホッパーの下部からロールフィーダーを介して焼結パレット上に落下するので、約１ｍの高さから落下している状態であった。

操業結果を比較して、図１０、１１に示す。

図１０によれば、比較例の返鉱原単位が平均３００ｋｇ／ｔ−ｓｉｎｔｅｒであるのに対し、本発明例では２９０ｋｇ／ｔ−ｓｉｎｔｅｒであり、本発明の床敷き鉱装入装置を用いることで返鉱原単位が低減できることが分かる。これは、焼結パレット上の床敷き鉱と焼結原料との層が、全体として通気度が均一になり、焼結鉱が均一に焼成されたためと考えられる。

また図１１によれば、比較例の床敷き鉱原単位が平均１３０ｋｇ／ｔ−ｓｉｎｔｅｒであるのに対し、本発明例では１１５ｋｇ／ｔ−ｓｉｎｔｅｒであり、本発明の床敷き鉱装入装置を用いることで床敷き鉱原単位も低減できることが分かる。床敷き鉱の装入が均一化できたことで、比較例では発生する余分な床敷き鉱の装入量が減少し、この結果床敷き鉱原単位を低減することができる。

ドワイトロイド式焼結機の概略図。 従来の配合原料供給装置。 床敷き原料敷設装置の上面図（従来例）。 床敷き原料敷設装置のパレット幅方向の正面図（従来例）。 本発明の床敷き鉱装入装置の一実施形態。 本発明の床敷き鉱装入装置の他の一実施形態。 本発明の床敷き鉱装入装置の他の一実施形態。 焼結パレット内の床敷き鉱の装入状態（本発明例）。 焼結パレット内の床敷き鉱の装入状態（従来例）。 本発明例と比較例における返鉱原単位の比較を示すグラフ。 本発明例と比較例における床敷き鉱原単位の比較を示すグラフ。

符号の説明

１ ドワイトロイド式焼結機
２ 焼結パレット
３ 点火装置
４ 風箱
５ 床敷き鉱用ホッパー
６ 焼結原料用ホッパー
７ 落下シュート
８ グリズリー型分級装置
９ ゲート
１０ グレート面
１１ ロータリフィーダ
１２ シュート
１３ 床敷き原料敷設装置
１４ 側壁
２１ 床敷き鉱装入装置
２２ 床敷き鉱上部ホッパー
２３ 床敷き鉱下部ホッパー
２４ 切り出しゲート
２５ シャッター
２６ 開口部
２７ 磨耗防止のライナー
２８ スプロケット
３０ 床敷き鉱
３１ 焼結原料

Claims (5)

1. ドワイトロイド式焼結機の焼結パレットに床敷き鉱を装入するための床敷き鉱ホッパーとシャッターとを有する装置であって、前記床敷き鉱ホッパー下部の幅がほぼ前記焼結パレット幅と同じであり、下部が前記焼結パレットとほぼ同じ幅である前記床敷き鉱ホッパーの一つの側壁の下部に前記床敷き鉱ホッパーの幅方向全長に亘る開口部を有し、該開口部の前面に上下動可能で下部が平坦なシャッターが設けられていることを特徴とする床敷き鉱装入装置。
2. 床敷き鉱ホッパーの底部が閉塞していることを特徴とする請求項１に記載の床敷き鉱装入装置。
3. 床敷き鉱ホッパーの底部が開口していることを特徴とする請求項１に記載の床敷き鉱装入装置。
4. 床敷き鉱ホッパーが、下部に切り出しゲートが設けられた床敷き鉱上部ホッパーと、該床敷き鉱上部ホッパーの下方に設置され、該床敷き鉱上部ホッパーから排出される床敷き鉱を受ける、床敷き鉱下部ホッパーとからなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の床敷き鉱装入装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の床敷き鉱装入装置を用い、該装置の下端を焼結パレットのグレート面から５０ｍｍ以内の高さ位置に設置して、前記焼結パレット上に床敷き鉱を装入し、該床敷き鉱の上に焼結原料を装入して焼結鉱を製造することを特徴とする焼結鉱の製造方法。

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