JP2009264694A - Sintering machine and method for operating the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焼結鉱を製造する焼結機およびその運転方法に関し、特に、装入層の通気性を悪化させることなく、高強度高品質の焼結鉱を高歩留でかつ安全に製造することができる下方吸引式の焼結機とその運転方法に関するものである。 The present invention relates to a sintering machine for producing sintered ore and an operation method thereof, and in particular, produces high-strength and high-quality sintered ore with high yield and safety without deteriorating the air permeability of the charging layer. The present invention relates to a downward suction type sintering machine that can be operated and an operating method thereof.
高炉製銑法の主原料である焼結鉱は、一般に、図１に示すような工程を経て製造される。焼結鉱の原料は、鉄鉱石粉、製鉄所内回収粉、焼結鉱篩下粉、石灰石およびドロマイトなどの含ＣａＯ系副原料、生石灰等の造粒助剤、コークス粉や無煙炭などであり、これらの原料は、ホッパー１・・・の各々から、コンベヤ上に所定の割合で切り出される。切り出された原料は、ドラムミキサー２等によって適量の水が加えられ、混合、造粒されて、３．０〜６．０ｍｍの平均径を有する擬似粒子である焼結原料とされる。この焼結原料は、焼結機上に配置されているサージホッパー４、５からドラムフィーダー６と切り出しシュート７を介して、無端移動式の焼結機パレット８上に装入され、焼結ベッドともいわれる装入層９を形成する。装入層の厚さ（高さ）は通常４００〜８００ｍｍ前後である。その後、装入層９の上方に設置された点火炉１０で、この装入層表層中の炭材に点火するとともに、パレット８の下に配設されているウインドボックス１１を介して空気を下方に吸引することにより、該装入層中の炭材を順次燃焼させ、このときに発生する燃焼熱によって、前記焼結原料を燃焼、溶融して焼結ケーキを得る。このようにして得た焼結ケーキは、その後、破砕、整粒され、５．０ｍｍ以上の塊成物からなる成品焼結鉱として回収される。
Sinter ore, which is the main raw material of the blast furnace ironmaking method, is generally manufactured through a process as shown in FIG. The raw materials for sintered ore are iron ore powder, iron mill recovered powder, sintered ore sieving powder, CaO-containing auxiliary materials such as limestone and dolomite, granulation aids such as quick lime, coke powder and anthracite, etc. Are cut out from each of the
上記製造プロセスにおいては、まず、点火炉１０により装入層表層に点火が行われる。点火された装入層中の炭材は、ウインドボックスによって装入層の上層部から下層部に向かって吸引される空気によって幅をもって燃焼を続け、その燃焼帯は、パレット８の移動につれて次第に下層にかつ前方（下流側）に進行する。この燃焼の進行にともない、装入層の焼結原料粒子中に含まれる水分は、炭材の燃焼で発生する熱によって気化し、下方に吸引されて、まだ温度が上昇していない下層の焼結原料中に濃縮し、湿潤帯を形成する。その水分濃度がある程度以上になると、吸引ガスの流路である原料粒子間の空隙を、水分が埋めるようになり、通気抵抗を増大させる。なお、燃焼帯に発生する焼結反応に必要な溶融部分も、通気抵抗を高める要因となる。
In the manufacturing process, first, the
焼結機の生産量（ｔ／ｈｒ）は、一般に、焼結生産率（ｔ／ｈｒ・ｍ２）×焼結機面積（ｍ２）により決定される。即ち、焼結機の生産量は、焼結機の機幅や機長、原料堆積層の厚さ（装入層厚さ）、焼結原料の嵩密度、焼結（燃焼）時間、歩留などにより変化する。そして、焼結鉱の生産量を増加させるには、装入層の通気性（圧損）を改善して焼結時間を短縮する、あるいは、破砕前の焼結ケーキの冷間強度を高めて歩留を向上することなどが有効であると考えられている。 The production amount (t / hr) of the sintering machine is generally determined by the sintering production rate (t / hr · m 2 ) × sintering machine area (m 2 ). That is, the production volume of the sintering machine includes the machine width and length of the sintering machine, the thickness of the raw material deposition layer (charge layer thickness), the bulk density of the sintering raw material, the sintering (combustion) time, the yield, etc. It depends on. In order to increase the production of sintered ore, the air permeability (pressure loss) of the charging layer is improved to shorten the sintering time, or the cold strength of the sintered cake before crushing is increased. It is considered effective to improve the retention.
図２は、厚さが６００ｍｍの装入層中を移動する燃焼帯の前線が、該装入層のパレットの約４００ｍｍ上（装入層表面から２００ｍｍ下）の位置にあるときにおける装入層内の圧損と温度の分布を示したものである。このときの圧損分布は、湿潤帯におけるものが約６０％、燃焼・溶融帯におけるものが約４０％である。 FIG. 2 shows the charging layer when the front of the combustion zone moving through the 600 mm thick charging layer is approximately 400 mm above the charging layer pallet (200 mm below the charging layer surface). This shows the pressure loss and temperature distribution. The pressure loss distribution at this time is about 60% in the wet zone and about 40% in the combustion / melt zone.
図３は、焼結鉱の高生産時と低生産時、即ち、パレット移動速度が速い時と遅い時の装入層内の温度分布を示したものである。原料粒子が溶融し始める１２００℃以上の温度に保持される時間（以降、「高温域保持時間」と称する）は、低生産の場合にはｔ１、生産性を重視した高生産の場合にはｔ２で表されている。高生産の時には、パレットの移動速度が速いため、高温域保持時間ｔ２が低生産の時のｔ１と比べて短くなる。高温域保持時間が短くなると、焼成不足となり易く、焼結鉱の冷間強度が低下し、歩留が低下する。したがって、高強度焼結鉱の生産性を上げるためには、短時間の焼結でも、焼結ケーキの強度、即ち焼結鉱の冷間強度を上げて、歩留の維持、向上を図ることができる何らかの手段を講じる必要がある。なお、焼結鉱の冷間強度を表す指標としては、一般に、ＳＩ（シャッターインデックス）、ＴＩ（タンブラーインデックス）が用いられる。 FIG. 3 shows the temperature distribution in the charging layer at the time of high production and low production of sintered ore, that is, when the pallet moving speed is fast and slow. The time during which the raw material particles begin to melt is maintained at a temperature of 1200 ° C. or higher (hereinafter referred to as “high temperature region holding time”) is t 1 in the case of low production, and in the case of high production with an emphasis on productivity. It is represented by t 2. When the high productivity, because the moving speed of the pallet is fast, high temperature zone holding time t 2 is shorter than the t 1 when the low production. When the high temperature region holding time is shortened, firing is likely to be insufficient, the cold strength of the sintered ore is lowered, and the yield is lowered. Therefore, in order to increase the productivity of high-strength sinter, increase the strength of the sintered cake, that is, the cold strength of the sinter, to maintain and improve the yield even during short-time sintering. It is necessary to take some measures to be able to. In general, SI (shutter index) and TI (tumbler index) are used as indices representing the cold strength of sintered ore.
図４（ａ）は焼結機パレット上の装入層における焼結の進行過程を、図４（ｂ）は装入層内の焼結過程における温度分布（ヒートパターン）を、図４（ｃ）は焼結ケーキの歩留分布を示したものである。図４（ｂ）からわかるように、装入層の上部は下層部に比べて温度が上昇し難く、高温域保持時間も短くなる。そのため、この装入層上部では、燃焼溶融反応（焼結化反応）が不十分となり、焼結ケーキの強度が低くなるため、図４（ｃ）に示すように、歩留が低く、生産性の低下を招く要因となっている。 FIG. 4A shows the progress of sintering in the charging layer on the sintering machine pallet, FIG. 4B shows the temperature distribution (heat pattern) in the sintering process in the charging layer, and FIG. ) Shows the yield distribution of the sintered cake. As can be seen from FIG. 4B, the temperature of the upper portion of the charging layer is less likely to rise than the lower layer portion, and the high temperature region holding time is also shortened. Therefore, in the upper part of the charging layer, the combustion and melting reaction (sintering reaction) becomes insufficient, and the strength of the sintered cake is lowered. Therefore, as shown in FIG. It is a factor that causes a decline in
こうした問題点に鑑み、装入層上層部を長時間、高温に保持するための方法が従来から提案されている。例えば、特許文献１は、装入層に点火後、装入層上に気体燃料を噴射する技術を開示している。しかし、上記技術は、気体燃料（可燃性ガス）の種類が不明であるが、プロパンガス（ＬＰＧ）や天然ガス（ＬＮＧ）であるとしても、高濃度のガスを使用している。しかも、可燃性ガスの吹き込みに際し、炭材量を削減していないため、焼結層内が、１３８０℃を超える高温となる。そのため、この技術では、十分な冷間強度の向上や歩留の改善効果を享受できていない。しかも、点火炉直後に可燃性ガスを噴射した場合には、可燃性ガスの燃焼により焼結ベッド上部空間で火災を起こす危険が高く、現実性に乏しい技術であって、実用化には至っていない。
In view of these problems, a method for maintaining the charge layer upper layer portion at a high temperature for a long time has been proposed. For example,
また、特許文献２も、装入層に点火後、装入層に吸引される空気中に可燃性ガスを添加する技術を開示している。点火後、約１〜１０分程度の供給が好ましいとされているが、点火炉での点火直後の表層部は、赤熱状態の焼結鉱が残存しており、供給の仕方によっては可燃性ガスの燃焼により火災を起こす危険が高く、また、具体的記述は少ないが、焼結済みの焼結帯で可燃ガスを燃焼させても効果は無く、焼結帯で燃焼すると、燃焼ガスによる温度上昇と熱膨張により通気性を悪化させるため、生産性を低減させてしまう傾向にあるので、これまで実用化には至っていない。
また、特許文献３は、焼結原料の装入層内を高温にするため、装入層の上にフードを配設し、そのフードを通じて空気やコークス炉ガスとの混合ガスを点火炉直後の位置で吹き込むことを開示している。しかし、この技術も、焼結層内の燃焼溶融帯の温度が１３８０℃を超える高温となるため、コークス炉ガス吹き込みの効果を享受できないとともに、可燃性混合ガスが焼結ベッド上部空間で発火し、火災を起こす危険性があり、実用化されていない。
In
さらに、特許文献４は、低融点溶剤と炭材や可燃性ガスを同時に、点火炉直後の位置で吹き込む方法を開示している。しかし、この方法も、表面に火炎が残留した状態で可燃性ガスを吹き込むため、焼結ベッド上部空間で火災になる危険性が高く、また、焼結帯の幅を十分に厚くできない（約１５ｍｍ未満）ため、可燃性ガス吹き込みの効果を十分に発現することができない。さらに、低融点溶剤が多く存在するため、上層部において過剰な溶融現象を引き起こして、空気の流路となる気孔を閉塞してしまい、通気性を悪化させて、生産性の低下を招くことから、この技術もまた、現在に至るまで実用化されていない。
以上説明したように、これまで提案された従来の技術はいずれも、実用化には大きな問題を抱えており、実施可能な可燃性ガス吹込み技術の開発が切望されていた。
Further, Patent Document 4 discloses a method in which a low-melting-point solvent, a carbon material, and a combustible gas are simultaneously blown at a position immediately after the ignition furnace. However, this method also has a high risk of fire in the upper space of the sintering bed because the flammable gas is blown in a state where a flame remains on the surface, and the width of the sintered band cannot be made sufficiently thick (about 15 mm). Therefore, the effect of inflammable gas blowing cannot be fully exhibited. In addition, since there are many low-melting solvents, excessive melting phenomenon is caused in the upper layer portion, and the pores that become air flow paths are blocked, resulting in deterioration of air permeability and reduction of productivity. This technology has not been put into practical use until now.
As described above, any of the conventional techniques proposed so far has a serious problem in practical use, and development of a combustible gas blowing technique that can be implemented has been eagerly desired.
上記問題点を解決する技術として、出願人は、特許文献５において、焼結機のパレット上に堆積させた焼結原料の装入層の上から燃焼下限濃度以下に希釈した各種気体燃料を供給して装入層中に導入して燃焼させることにより、装入層内の最高到達温度および高温域保持時間のいずれか一方または両方を調整する方法を提案している。
しかしながら、上記特許文献５の技術は、気体燃料供給装置のフード内の空気中に気体燃料を吐出して燃焼下限濃度以下の希釈気体燃料としているが、フード下部が開放されているため、何らかの異常時に周囲へ気体燃料が漏出し爆発や火災を起こすことが懸念される。また、この漏出を防ぐには、気体燃料供給装置を完全な密閉構造にする必要があるため、多大な設備費用が必要となる。
However, the technique of the above-mentioned
また、気体燃料供給装置から供給された希釈気体燃料が、焼結ケーキのひび割れや装入層とパレット内壁との間隙などを通じてウインドボックス下流の排気経路に流出した場合には、電気集塵機での放電によって爆発や火災を起こすおそれがある。この問題に対しては、ウインドボックスの下流に接続された排気経路に気体燃料の検知手段を配設し、排気ガス中に所定濃度以上の気体燃料が検出された時には、直ちに気体燃料供給装置からの気体燃料の供給を停止すると共に、気体燃料の供給経路やウインドボックス下流の排気経路に窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを供給してパージする方法が考えられる。しかし、斯かる処置を施した場合でも、気体燃料供給装置の供給配管やフード内等に残留した気体燃料がフード外に漏出し、焼結機建屋内で爆発や火災を起こすおそれがある。 In addition, if the diluted gaseous fuel supplied from the gaseous fuel supply device flows into the exhaust path downstream of the wind box through cracks in the sintered cake or the gap between the charging layer and the inner wall of the pallet, the electric dust collector discharges. May cause an explosion or fire. To solve this problem, a gaseous fuel detection means is disposed in the exhaust path connected downstream of the wind box, and when gaseous fuel of a predetermined concentration or more is detected in the exhaust gas, the gaseous fuel supply device immediately A method of purging by supplying an inert gas such as nitrogen gas or argon gas to the gaseous fuel supply path or the exhaust path downstream of the wind box is conceivable. However, even when such measures are taken, the gaseous fuel remaining in the supply pipe of the gaseous fuel supply device or in the hood may leak out of the hood and cause an explosion or fire in the sintering machine building.
そこで本発明の目的は、上記問題点を解決し、高強度高品質の焼結鉱を、高歩留でかつ安全に製造することができる下方吸引式の焼結機とその運転方法を提案することにある。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and propose a downward suction type sintering machine capable of producing a high-strength, high-quality sintered ore with high yield and safety and an operating method thereof. There is.
上記目的を達成するための本発明は、循環移動するパレットと、そのパレット上に粉鉱石と炭材を含む焼結原料を装入して装入層を形成する原料供給装置と、その焼結原料中の炭材に点火する点火炉と、上記パレットの下方で空気を吸引するウインドボックスを備える焼結機において、上記点火炉の下流側に、フード内の大気中に気体燃料を吐出して燃焼下限濃度以下の希釈気体燃料とする気体燃料供給装置が配設され、上記ウインドボックスの下流に接続された排気経路に、前記気体燃料を検知する検知手段が配設され、上記気体燃料供給装置のフードに、フード内の気体燃料を焼結機建屋外へ排気する排気装置が配設され、さらに、上記気体燃料の供給経路および／またはウインドボックスに接続した排気経路に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給設備が配設されてなることを特徴とする焼結機である。 The present invention for achieving the above object includes a pallet that circulates, a raw material supply device that forms a charging layer by charging a sintered raw material containing fine ore and carbonaceous material on the pallet, and sintering thereof. In a sintering machine equipped with an ignition furnace that ignites carbonaceous materials in a raw material and a wind box that sucks air below the pallet, gaseous fuel is discharged into the atmosphere in the hood downstream of the ignition furnace. A gaseous fuel supply device that is a diluted gaseous fuel having a lower combustion limit concentration or less is disposed, and a detecting means for detecting the gaseous fuel is disposed in an exhaust path connected downstream of the window box. The gaseous fuel supply device An exhaust device for exhausting the gaseous fuel in the hood to the outside of the sintering machine is installed in the hood, and an inert gas is supplied to the gaseous fuel supply path and / or the exhaust path connected to the wind box. Do A sintering machine, characterized in that the active gas supply equipment is disposed.
本発明の焼結機における上記気体燃料供給装置は、希釈した気体燃料を装入層中に導入し、燃焼させて、装入層内の最高到達温度および装入層内の高温域保持時間のいずれか一方または両方を調整するものであることを特徴とする。 The gaseous fuel supply apparatus in the sintering machine of the present invention introduces a diluted gaseous fuel into the charging layer and burns it, so that the maximum temperature reached in the charging layer and the high temperature region holding time in the charging layer are reduced. One or both of them are adjusted.
また、本発明の焼結機における上記気体燃料の検知手段は、気体燃料を構成する１または２以上の成分の濃度を検知するガス検知器であることを特徴とする。 The gas fuel detection means in the sintering machine of the present invention is a gas detector that detects the concentration of one or more components constituting the gas fuel.
また、本発明は、上記の焼結機の運転方法であって、ウインドボックスの下流に接続された排気経路に配設された気体燃料の検知手段が、気体燃料を構成する１または２以上の成分の濃度が所定値以上であることを検知したときは、焼結機の運転を停止し、気体燃料供給装置フード内の残留気体燃料を焼結機建屋外に排気すると共に、気体燃料の供給経路およびウインドボックスに接続した排気経路を不活性ガス雰囲気にすることを特徴とする焼結機の運転方法を提案する。 Further, the present invention is a method for operating the above-described sintering machine, wherein the gas fuel detection means disposed in the exhaust path connected downstream of the wind box includes one or more gas fuels. When it is detected that the concentration of the component is equal to or higher than the predetermined value, the operation of the sintering machine is stopped, the gaseous fuel supply device hood is exhausted to the outside of the sintering machine, and the gaseous fuel is supplied. A method of operating a sintering machine is proposed, characterized in that the exhaust path connected to the path and the wind box has an inert gas atmosphere.
本発明の上記運転方法は、気体燃料供給装置フード内の残留気体燃料を焼結機建屋外に排気し、気体燃料供給経路および排気経路内を不活性ガス雰囲気としたのち、焼結機の運転を再開することを特徴とする。 In the above operation method of the present invention, the residual gas fuel in the gaseous fuel supply device hood is exhausted to the outside of the sintering machine, and the gas fuel supply path and the exhaust path are made an inert gas atmosphere. It is characterized by restarting.
本発明によれば、下方吸引式焼結機の操業において、装入層の上方で気体燃料を大気中に吐出して所定の濃度に希釈した希釈気体燃料を装入層中に導入し、装入層内の目標とする位置で燃焼させることができるので、希釈気体燃料の供給位置や燃焼時の最高到達温度、高温域保持時間を制御することにより、熱量不足で焼結鉱の冷間強度が低くなりやすい装入層上部のみならず、装入層中層以下の任意の部分における焼結鉱強度を高める操業を行うことができる。 According to the present invention, in the operation of the lower suction type sintering machine, the diluted gaseous fuel, which is diluted to a predetermined concentration by discharging gaseous fuel into the atmosphere above the charging layer, is introduced into the charging layer. Since it can be burned at the target position in the bed, the cold strength of the sintered ore with insufficient heat is controlled by controlling the supply position of the diluted gas fuel, the maximum temperature reached during combustion, and the high temperature holding time. Therefore, it is possible to perform an operation to increase the strength of the sintered ore not only in the upper portion of the charging layer, which tends to be low, but also in any portion below the middle layer of the charging layer.
また、本発明によれば、燃焼・溶融帯の上下方向の厚みやパレット移動方向の幅を制御することにより、装入層全体の通気性を悪化させることなく、任意の位置において焼結ケーキの強度を制御することができるので、焼結鉱全体として、高強度高品質の成品焼結鉱を歩留りよくかつ高い生産性を確保しつつ製造することができる。 Further, according to the present invention, by controlling the vertical thickness of the combustion / melting zone and the width in the pallet movement direction, the sintered cake can be placed at any position without deteriorating the air permeability of the entire charged layer. Since the strength can be controlled, the high-strength and high-quality product sintered ore can be manufactured as a whole with high yield and high productivity.
さらに、本発明によれば、ウインドボックス下流に接続した排気経路において所定濃度を超える気体燃料の流出を検知した場合には、焼結機の操業を停止した上で、気体燃料供給装置のフードに接続された排気装置で、フード内等に残留している気体燃料を焼結機の建屋外に排気すると共に、気体燃料供給経路および排気経路内を不活性ガス雰囲気とし、気体燃料による爆発や火災等の発生を防止するようにしたので、気体燃料供給の効果を享受した高強度かつ高品質の焼結鉱を安全に製造することができる。 Furthermore, according to the present invention, when the outflow of gaseous fuel exceeding a predetermined concentration is detected in the exhaust path connected downstream of the wind box, the operation of the sintering machine is stopped and the hood of the gaseous fuel supply device is stopped. The connected exhaust system exhausts the gaseous fuel remaining in the hood, etc. to the outside of the sintering machine, and the gas fuel supply path and exhaust path have an inert gas atmosphere. Therefore, it is possible to safely produce a high-strength and high-quality sintered ore that enjoys the effect of gas fuel supply.
本発明の焼結機における焼結鉱の製造方法は、装入工程、点火工程、気体燃料供給工程および焼結工程とから構成されている。この製造方法における上記装入工程は、循環移動するパレット上に粉鉱石と炭材を含む焼結原料を装入して、パレット上に焼結原料の装入層を形成する工程であり、上記点火工程は、点火炉を使って装入層上表面の炭材に点火する工程である。また、上記気体燃料供給工程は、高濃度の気体燃料を装入層上方の空気中に高速で吐出して燃焼下限濃度以下の所定濃度の希釈気体燃料を得る工程であり、上記焼結工程は、パレット下に配置されたウインドボックスの吸引力により上記希釈気体燃料と空気とを装入層内に吸引し、その希釈気体燃料を装入層内において燃焼させると同時に、該装入層内の炭材を燃焼させ、これらの燃焼によって発生する熱によって、焼結原料を焼結し、焼結ケーキを生成させる工程である。 The manufacturing method of the sintered ore in the sintering machine of this invention is comprised from the charging process, the ignition process, the gaseous fuel supply process, and the sintering process. The charging step in this manufacturing method is a step of charging a sintered raw material containing fine ore and carbonaceous material on a circulating pallet to form a charging layer of the sintered raw material on the pallet, The ignition step is a step of igniting the carbon material on the upper surface of the charging layer using an ignition furnace. The gaseous fuel supply step is a step of discharging a high concentration gaseous fuel into the air above the charging layer at a high speed to obtain a diluted gaseous fuel having a predetermined concentration below the lower combustion limit concentration, and the sintering step is The diluted gas fuel and air are sucked into the charging layer by the suction force of the wind box disposed under the pallet, and the diluted gas fuel is burned in the charging layer, and at the same time, In this process, the carbonaceous material is burned, and the sintered raw material is sintered by the heat generated by the combustion to produce a sintered cake.
上記焼結鉱の製造方法において、焼結機のウインドボックスから排気経路に流れる排気ガスは、その後、電気集塵機等で集塵されて清浄化されるが、その排気ガス中には未燃焼の気体燃料が所定濃度以上に含まれることがあり、斯かる場合には電気集塵機での放電により爆発や燃焼事故を起こすおそれがある。そこで、本発明では、ウインドボックスに接続した排気経路に気体燃料の検知手段を配設し、所定濃度以上の気体燃料が検知された場合には、焼結機の運転を停止した上で、気体燃料供給装置のフード内の残留気体燃料を焼結機建屋外に排気すると共に、気体燃料の供給経路および／またはウインドボックスに接続した排気経路を不活性ガス雰囲気とすることによって上記問題を回避することとした。 In the method for producing sintered ore, the exhaust gas flowing from the wind box of the sintering machine to the exhaust path is then collected and cleaned by an electric dust collector or the like, but unburned gas is contained in the exhaust gas. In some cases, the fuel may be contained in a concentration higher than a predetermined concentration. In such a case, there is a risk of causing an explosion or a combustion accident due to discharge in the electric dust collector. Therefore, in the present invention, gas fuel detection means is disposed in the exhaust path connected to the wind box, and when gas fuel of a predetermined concentration or more is detected, the operation of the sintering machine is stopped, and then the gas is detected. The residual gas fuel in the hood of the fuel supply apparatus is exhausted to the outside of the sintering machine, and the above problem is avoided by providing an inert gas atmosphere in the gas fuel supply path and / or the exhaust path connected to the wind box. It was decided.
本発明において、上記のように装入層の上方で気体燃料を大気中に高速で吐出し、その気体燃料を燃焼下限濃度以下に希釈するのは、以下の理由による。
表１は、本発明で用いることができる代表的な気体燃料の燃焼下限濃度、供給濃度等を示したものである。焼結原料中に気体燃料を供給する時のガス濃度は、爆発や火災（着火）を防止するには、燃焼下限濃度より低いほど安全である。都市ガスは、Ｃガス（コークス炉ガス）と燃焼下限濃度が近似しているが、熱量がＣガスよりも高いことから、供給濃度を低くできる。したがって、安全性を確保する観点からは、供給濃度を低くできる都市ガスの方がＣガスよりも優位である。
In the present invention, as described above, the gaseous fuel is discharged into the atmosphere at a high speed above the charging layer, and the gaseous fuel is diluted below the lower combustion limit concentration for the following reason.
Table 1 shows the lower combustion limit concentration, supply concentration, and the like of typical gaseous fuels that can be used in the present invention. In order to prevent explosion and fire (ignition), the gas concentration when supplying gaseous fuel into the sintering raw material is safer as it is lower than the lower combustion limit concentration. City gas is similar to C gas (coke oven gas) in terms of the lower combustion limit concentration, but since the amount of heat is higher than that of C gas, the supply concentration can be lowered. Therefore, from the viewpoint of ensuring safety, city gas that can reduce the supply concentration is superior to C gas.
表２は、気体燃料中に含まれる燃焼成分（水素，ＣＯ，メタン）と、それら成分の燃焼下限・上限濃度、層流、乱流時の燃焼速度等を示したものである。焼結中に気体燃料供給装置から供給している気体燃料への着火を防止するには、逆火防止を図る必要があるが、そのためには、気体燃料を、少なくとも層流燃焼速度以上、好ましくは乱流燃焼速度以上の高速で吐出させれば良いと考えられる。例えば、メタンを主成分とする都市ガスの場合には、３．７ｍ／ｓを超える速度で吐出させれば、逆火のおそれはないわけである。一方、水素ガスは、乱流燃焼速度がＣＯやメタンと比較して速いため、逆火を防止するには、その分、高速で吐出させる必要がある。つまり、表１に示した気体燃料の中では、水素を含まない都市ガスは、水素を５９ｖｏｌ％含有するＣガスと比較して、吐出速度を遅くすることができる。しかも、都市ガスは、ＣＯを含まないので、ガス中毒を起こすおそれもない。したがって、安全性を確保する観点からは、都市ガスは、本発明において使用する気体燃料として好ましい特性を有するものであると言える。メタンを主成分とする天然ガスも同様である。もちろん、水素やＣＯを多く含むＣガスも、気体燃料として使用することができるが、その場合には、ガス吐出速度を高める（速める）こと、および、ＣＯ対策を別途講ずることが必要となる。 Table 2 shows the combustion components (hydrogen, CO, methane) contained in the gaseous fuel, the lower and upper combustion concentrations of these components, laminar flow, combustion speed during turbulent flow, and the like. In order to prevent ignition of the gaseous fuel supplied from the gaseous fuel supply device during sintering, it is necessary to prevent backfire. For this purpose, the gaseous fuel is preferably at least at the laminar flow rate or higher. Is considered to be discharged at a speed higher than the turbulent combustion speed. For example, in the case of city gas mainly composed of methane, there is no fear of backfire if it is discharged at a speed exceeding 3.7 m / s. On the other hand, hydrogen gas has a turbulent combustion speed that is faster than that of CO or methane. Therefore, in order to prevent backfire, it is necessary to discharge hydrogen gas at a higher speed. That is, in the gaseous fuel shown in Table 1, the city gas that does not contain hydrogen can make the discharge speed slower than the C gas containing 59 vol% hydrogen. Moreover, since city gas does not contain CO, there is no risk of gas poisoning. Therefore, from the viewpoint of ensuring safety, it can be said that city gas has favorable characteristics as a gaseous fuel used in the present invention. The same applies to natural gas mainly composed of methane. Of course, C gas containing a large amount of hydrogen and CO can also be used as a gaseous fuel. However, in that case, it is necessary to increase (accelerate) the gas discharge speed and to take measures against CO separately.
表３は、気体燃料を供給する形式による得失を評価した結果を示したものである。表中、直上吹込み形式とは、都市ガスやＣガス等の気体燃料を、高濃度のまま吐出して周囲の大気を巻き込ませることにより所定の濃度に希釈し、装入層中に吸引（導入）させる形式のことであり、予混合吹込み形式とは、あらかじめ大気と気体燃料とを混合して所定の濃度まで希釈したものを装入層上に供給し、装入層中に吸引（導入）させる、いわゆるプレミックス形式のことである。直上吹込み形式では、上述した乱流燃焼速度以上の速度で気体燃料を吐出すれば、逆火防止は容易であるが、気体燃料を周囲の大気と混合し希釈させる際、濃度ムラが発生しやすいため、異常燃焼を起こす可能性が、予混合吹込み形式に比べて高い。しかし、設備コストを含めて総合的に評価した場合には、都市ガスの直上吹込みが最も優位である。 Table 3 shows the results of evaluating the advantages and disadvantages of the type of supplying the gaseous fuel. In the table, the direct-injection type is a gas fuel such as city gas or C gas that is diluted to a predetermined concentration by discharging it with high concentration and entraining the surrounding atmosphere, and sucked into the charging layer ( The premixed blowing type is a method in which air and gaseous fuel are mixed in advance and diluted to a predetermined concentration and supplied to the charging layer and sucked into the charging layer ( This is a so-called premix format. In the direct injection type, it is easy to prevent backfire if the gaseous fuel is discharged at a speed equal to or higher than the turbulent combustion speed described above, but concentration unevenness occurs when the gaseous fuel is mixed with the surrounding atmosphere and diluted. Because it is easy, abnormal combustion is likely to occur compared to the premixed blowing type. However, in the case of comprehensive evaluation including equipment costs, direct injection of city gas is the most advantageous.
また、本発明では、気体燃料供給装置により、気体燃料を装入層の上方で大気中に高速で吐出させ、それによって周囲の空気と短時間で混合させて、その気体燃料の燃焼下限濃度以下の濃度に希釈し、その後、装入層中にその希釈気体燃料を導入するようにしているが、その理由は以下による。 Further, in the present invention, the gaseous fuel is discharged at high speed into the atmosphere above the charging layer by the gaseous fuel supply device, thereby being mixed with the surrounding air in a short time, and below the lower combustion limit concentration of the gaseous fuel. The diluted gaseous fuel is then introduced into the charging layer for the following reasons.
図５（ａ）に示したような内径３００ｍｍφ×高さ４００ｍｍの焼結鍋に焼結ケーキを充填し、その焼結ケーキの中央部の上から深さ９０ｍｍの位置にノズルを埋め込み、対空気で１ｖｏｌ％となるよう１００％濃度のメタンガスを吹き込み、焼結ケーキ内の円周方向および深さ方向におけるメタンガス濃度を測定し、その結果を表４に示した。一方、図５（ｂ）に示したように、同じノズルを用いて、焼結ケーキの上方３５０ｍｍの位置からメタンガスを大気中に供給して上記と同じ濃度となるよう希釈した場合について、上記と同様にして焼結ケーキ内のメタンガス濃度の分布を測定し、その結果を表５に示した。これらの結果から、メタンガスを焼結ケーキ中に直接導入した場合には、メタンガスの横方向への拡散が不十分であるのに対して、メタンガスを焼結ケーキ上方で希釈して供給した場合には、焼結ケーキ内のメタンガス濃度はほぼ均一化していることがわかる。以上の結果から、気体燃料は、焼結ケーキの上方で空気中に供給することにより、装入層内に導入される前に、均一に希釈しておくことが好ましいことがわかる。 As shown in FIG. 5 (a), a sintering pan having an inner diameter of 300 mmφ × height of 400 mm is filled with the sintered cake, and a nozzle is embedded at a position 90 mm deep from the top of the central portion of the sintered cake. Then, 100% concentration of methane gas was blown to 1 vol%, and the methane gas concentration in the circumferential direction and depth direction in the sintered cake was measured, and the results are shown in Table 4. On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), when the same nozzle is used and methane gas is supplied from the position 350 mm above the sintered cake to the atmosphere and diluted to the same concentration as above, the above and Similarly, the distribution of methane gas concentration in the sintered cake was measured, and the results are shown in Table 5. From these results, when methane gas is introduced directly into the sintered cake, the diffusion of methane gas in the lateral direction is insufficient, whereas when methane gas is diluted and supplied above the sintered cake. It can be seen that the methane gas concentration in the sintered cake is almost uniform. From the above results, it is understood that the gaseous fuel is preferably diluted uniformly before being introduced into the charging layer by supplying it into the air above the sintered cake.
本発明において、装入層中に供給する気体燃料としては、高炉ガス（Ｂガス）、コークス炉ガス（Ｃガス）、高炉ガスとコークス炉ガスとの混合ガス（Ｍガス）、都市ガス、天然ガス（ＬＮＧ）またはメタン、エタン、プロパン、ブタンガス、あるいはこれらの混合ガスのいずれかを用いることができる。本発明では、これらの気体燃料のいずれかを空気中に高速で吐出し、空気と混合させて希釈気体燃料とし、装入層中に供給（導入）する。 In the present invention, the gaseous fuel supplied into the charging layer includes blast furnace gas (B gas), coke oven gas (C gas), mixed gas of blast furnace gas and coke oven gas (M gas), city gas, natural gas Either gas (LNG) or methane, ethane, propane, butane gas, or a mixed gas thereof can be used. In the present invention, any one of these gaseous fuels is discharged into the air at a high speed, mixed with air to form a diluted gaseous fuel, and supplied (introduced) into the charging layer.
上記希釈気体燃料は、その中に含まれる可燃性ガス（燃焼成分）の濃度を、大気中の常温における燃焼下限濃度の７５％以下まで希釈した気体燃料であることが好ましく、より好ましくは燃焼下限濃度の６０％以下、さらに好ましくは燃焼下限濃度の２５％以下の濃度にまで希釈したものであるのが好ましい。燃焼下限濃度以下の７５％以下に希釈した可燃性ガスを使用する理由は、下記の２つである。
（ａ）装入層上部への高濃度の可燃性ガスの供給は、時として、爆発的燃焼を招くおそれがあり、少なくとも常温では、火種があっても燃焼しない状態としておく必要がある。
（ｂ）装入層中で完全に燃焼せず、未燃焼のままウインドボックスの下流にある電気集塵器等に到達したとしても、電気集塵器の放電によって燃焼するおそれがないことが必要である。
The diluted gaseous fuel is preferably a gaseous fuel in which the concentration of the combustible gas (combustion component) contained therein is diluted to 75% or less of the lower limit concentration of combustion at normal temperature in the atmosphere, and more preferably the lower limit of combustion. It is preferably diluted to a concentration of 60% or less of the concentration, more preferably 25% or less of the lower combustion limit concentration. There are two reasons for using the combustible gas diluted to 75% or less below the lower combustion limit concentration.
(A) The supply of a high concentration of combustible gas to the upper part of the charging layer may sometimes cause explosive combustion, and at least at room temperature, it is necessary to keep it from burning even if there is a fire type.
(B) Even if it reaches the electrostatic precipitator etc. downstream of the windbox without burning completely in the charge layer, it must not be burned by the discharge of the electrostatic precipitator. It is.
さらに、希釈気体燃料の濃度は、その希釈気体燃料の燃焼による酸素の消費によって、焼結原料用に含まれる総燃料（固体燃料＋気体燃料）の燃焼に必要な酸素の不足を招いて燃焼不足を起こさない程度に希釈されたものであることが必要である。ただし、希釈気体燃料の濃度は、燃焼下限濃度の２％以上であるのが好ましい。濃度が２％未満では、燃焼による発熱量が不足し、焼結鉱の強度向上と歩留まりの改善が得られないからである。 Furthermore, the concentration of the diluted gas fuel causes a shortage of oxygen due to the consumption of oxygen due to the combustion of the diluted gas fuel, leading to a shortage of oxygen necessary for the combustion of the total fuel (solid fuel + gas fuel) contained in the sintering raw material. It must be diluted to such an extent that it does not cause However, the concentration of the diluted gas fuel is preferably 2% or more of the lower combustion limit concentration. This is because if the concentration is less than 2%, the amount of heat generated by combustion is insufficient, and the strength of the sintered ore and the yield cannot be improved.
また、本発明における焼結鉱の製造方法では、装入層中の炭材に点火した後に、希釈された気体燃料を装入層中へ供給（導入）する。その理由は、点火直後の位置で希釈気体燃料を供給しても、希釈気体燃料は、装入層の表層上で燃焼するだけであり、焼結層に何ら好ましい影響を与えることはないからである。したがって、本発明では、装入層表層部の焼結原料が焼成されて焼結ケーキ層が形成された後に、希釈気体燃料を装入層に供給する必要がある。また、希釈気体燃料の供給は、装入層の上層表面に焼結ケーキの層が形成されていれば、焼結が完了するまでの間の任意の位置で行うことができる。 Moreover, in the manufacturing method of the sintered ore in this invention, after igniting the carbonaceous material in a charging layer, the diluted gaseous fuel is supplied (introduced) into a charging layer. The reason is that even if the diluted gas fuel is supplied at a position immediately after ignition, the diluted gas fuel only burns on the surface layer of the charging layer and does not have any favorable effect on the sintered layer. is there. Therefore, in the present invention, it is necessary to supply diluted gas fuel to the charging layer after the sintering raw material of the charging layer surface layer portion is fired to form the sintered cake layer. Further, the diluted gas fuel can be supplied at any position until the sintering is completed as long as the sintered cake layer is formed on the upper surface of the charging layer.
希釈気体燃料の供給を装入層表層に焼結ケーキ層が形成された後に行うことが好ましい他の理由は、焼結ケーキが生成していない状態で装入層の上部に希釈気体燃料の供給を行うと、該装入層上で爆発的な燃焼を起こす危険性があること、希釈気体燃料の供給は、焼結鉱の歩留りを向上させる必要がある部分に対して行う、即ち、焼結鉱の強度を上昇させたい部分で燃焼を起こすよう供給するのが好ましいことからである。 Another reason why the diluted gas fuel is preferably supplied after the sintered cake layer is formed on the surface of the charging layer is that the diluted gas fuel is supplied to the upper portion of the charging layer in a state where no sintered cake is formed. There is a risk of explosive combustion on the charging layer, and the supply of diluted gas fuel is performed on the portion where the yield of sintered ore needs to be improved, that is, sintering. This is because it is preferable to supply so as to cause combustion at a portion where the strength of the ore is desired to be increased.
また、点火後の装入層中に希釈気体燃料を供給し、装入層内の最高到達温度と高温域保持時間のいずれかまたは両方を制御するためには、燃焼・溶融帯の厚みが少なくとも１５ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以上、さらに好ましくは３０ｍｍ以上となった状態において、希釈気体燃料の供給を行うことが好ましい。燃焼・溶融帯の厚みが１５ｍｍ未満では、気体燃料を燃焼させても、焼結層（焼結ケーキ）を通して吸引される空気と希釈気体燃料による冷却効果によってその効果が不十分となり、燃焼・溶融帯の厚みの拡大を図れない。一方、前記燃焼・溶融帯の厚みが１５ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以上、さらに好ましくは３０ｍｍ以上となる段階で希釈気体燃料を供給すると、燃焼・溶融帯の厚みの拡大や高温域保持時間の延長を実現することができ、ひいては高強度の焼結鉱を得ることができるからである。なお、上記燃焼・溶融帯の厚みの確認は、透明石英製窓付き竪型管状試験鍋を用いて行うことができる。この試験鍋は、希釈気体燃料の供給位置を決定するのに極めて有効である。 In addition, in order to supply diluted gas fuel into the charged layer after ignition and control either or both of the highest attained temperature and the high temperature region holding time in the charged layer, the thickness of the combustion / melting zone must be at least It is preferable to supply the diluted gas fuel in a state where it is 15 mm or more, preferably 20 mm or more, more preferably 30 mm or more. If the thickness of the combustion / melting zone is less than 15 mm, even if the gaseous fuel is combusted, the cooling effect by the air sucked through the sintered layer (sintered cake) and the diluted gaseous fuel becomes insufficient, and combustion / melting occurs. The band thickness cannot be increased. On the other hand, when the diluted gas fuel is supplied at a stage where the thickness of the combustion / melting zone is 15 mm or more, preferably 20 mm or more, more preferably 30 mm or more, the thickness of the combustion / melting zone is increased and the holding time of the high temperature region is extended. This is because it can be realized and a high-strength sintered ore can be obtained. The thickness of the combustion / melting zone can be confirmed using a vertical tubular test pan with a transparent quartz window. This test pan is extremely effective for determining the supply position of the diluted gas fuel.
さらには、希釈気体燃料の装入層内への供給（導入）は、燃焼前線が表層下に下がり、燃焼・溶融帯が表層から５０ｍｍ以上、好ましくは１００ｍｍ以上となった位置、すなわち、装入層の中・下層領域を対象として行うのがより効果的である。つまり、希釈気体燃料は、燃焼前線が表層下に達した段階から供給を開始し、装入層の表層に生成した焼結ケーキ領域（焼結層）を燃焼することなく通過させることが好ましい。その理由は、燃焼前線が表層下まで下がった位置であれば、焼結層を通して吸引される空気が焼結ケーキの余熱によって加熱されるため、冷却の悪影響が軽減され、燃焼・溶融帯の厚みを効果的に拡大することができるからである。 Furthermore, the supply (introduction) of the diluted gas fuel into the charging layer is performed at a position where the combustion front is lowered below the surface layer and the combustion / melting zone is 50 mm or more, preferably 100 mm or more from the surface layer, ie, charging. It is more effective to target the middle and lower layers of the layer. That is, it is preferable that the diluted gas fuel is supplied from the stage where the combustion front reaches below the surface layer and passes through the sintered cake region (sintered layer) generated on the surface layer of the charging layer without burning. The reason is that if the combustion front is at a position below the surface layer, the air sucked through the sintered layer is heated by the residual heat of the sintered cake, so the adverse effects of cooling are reduced and the thickness of the combustion / melting zone is reduced. This is because it can be effectively expanded.
上記理由から、希釈気体燃料を生成する気体燃料供給装置は、焼結機の規模にもよって異なるが、例えば、気体燃料供給量が１０００〜５０００ｍ３（標準）／ｈｒ、生産量が約１．５万ｔ／日で、機長が９０ｍの規模の焼結機では、点火炉の下流側約５ｍ以降の位置に配置するのが好ましい。 For the above reasons, the gaseous fuel supply device that generates the diluted gaseous fuel varies depending on the size of the sintering machine. For example, the gaseous fuel supply amount is 1000 to 5000 m 3 (standard) / hr, and the production amount is about 1. In a sintering machine having a scale of 50,000 t / day and a length of 90 m, the sintering machine is preferably disposed at a position about 5 m or less downstream of the ignition furnace.
上述したように、本発明に係る焼結機では、希釈気体燃料の供給位置（装入層への導入位置）は、パレット移動方向における点火炉下流で、焼結ケーキが生成した後のいわゆる燃焼前線が表層下に進行した位置から焼結が完了するまでの間の１ヶ所以上の任意の位置で行うことが好ましい。このことは、燃焼前線が装入層の表層下に移った段階で気体燃料の導入を開始すること、したがって、気体燃料の燃焼が装入層の内部で起り、次第に下層へ移行することになるので、爆発のおそれがなく、安全な焼結操業が可能になることを意味している。 As described above, in the sintering machine according to the present invention, the dilution gas fuel supply position (introduction position to the charging layer) is the so-called combustion after the sintered cake is formed downstream of the ignition furnace in the pallet moving direction. It is preferable to carry out at one or more arbitrary positions between the position where the front line has progressed under the surface layer and the completion of sintering. This means that the introduction of the gaseous fuel starts when the combustion front moves below the surface of the charging layer, and therefore the combustion of the gaseous fuel takes place inside the charging layer and gradually moves to the lower layer. Therefore, it means that there is no risk of explosion and safe sintering operation becomes possible.
また、本発明における焼結鉱の製造方法では、装入層中への希釈気体燃料の導入は、生成した焼結ケーキの再加熱を促進するものであることを意味している。即ち、この希釈気体燃料の供給は、もともと高温域保持時間が短いために熱不足となり、焼結鉱の冷間強度が低くなりやすい部分に対して、固体燃料に比べて反応性の高い気体燃料を供給することによって、不足している燃焼熱を補填し、燃焼・溶融帯の再生−拡大を図るという役割を担うものだからである。 Moreover, in the manufacturing method of the sintered ore in this invention, introduction | transduction of the diluted gas fuel in a charging layer means that reheating of the produced | generated sintered cake is accelerated | stimulated. That is, the supply of the diluted gaseous fuel is originally a gas fuel that is more reactive than solid fuel for the portion where the cold strength of the sintered ore tends to be low due to the short holding time in the high temperature range. It is because it plays a role of replenishing the combustion / melting zone to compensate for the shortage of combustion heat by supplying.
さらに、本発明における焼結鉱の製造方法では、装入層上部からの希釈気体燃料の供給は、装入層内に導入された希釈気体燃料を未燃焼のまま燃焼・溶融帯にまで到達させ、そこで燃焼させることによって、燃焼熱の補填を図るようにするのが好ましい。それは、希釈気体燃料の装入層中への供給（導入）は、装入層上部のみならず、厚み方向中央部の燃焼・溶融帯にまで波及させることがより効果的と考えられるからである。つまり、気体燃料の供給が、熱不足（高温域保持時間不足）になりやすい装入層の上層部で行われると、この部分に十分な燃焼熱が提供されるので、焼結ケーキの品質改善を図ることができる。さらに、希釈気体燃料の作用効果を中層部以下の帯域にまで及ぶようにすると、本来の炭材によって形成された燃焼・溶融帯の上に希釈気体燃料による燃焼・溶融帯を形成するのと等しいことになり、結果として燃焼・溶融帯の上下方向の拡幅につながり、最高到達温度を上げることなく、高温域保持時間の延長を図ることができるので、パレットの移動速度を落すことなく十分な焼結効果を得ることができる。その結果、装入層全体にわたって品質が改善（冷間強度の向上）されるので、成品焼結鉱の歩留り向上と生産性の向上を図ることができる。 Further, in the method for producing sintered ore according to the present invention, the supply of the diluted gas fuel from the upper part of the charging layer is caused to reach the combustion / melting zone with the diluted gas fuel introduced into the charging layer unburned. Therefore, it is preferable to compensate for the heat of combustion by burning the fuel there. This is because the supply (introduction) of diluted gas fuel into the charging layer is considered to be more effective not only in the upper part of the charging layer but also in the combustion / melting zone in the central part in the thickness direction. . In other words, if the supply of gaseous fuel is carried out in the upper layer of the charging layer, which tends to be short of heat (insufficient holding time in the high temperature region), sufficient combustion heat is provided to this part, so the quality of the sintered cake is improved. Can be achieved. Furthermore, if the effect of the diluted gas fuel is extended to the zone below the middle layer, it is equivalent to forming the combustion / melting zone by the diluted gas fuel on the combustion / melting zone formed by the original carbon material. As a result, the combustion / melting zone is widened in the vertical direction, and the holding time in the high temperature range can be extended without increasing the maximum temperature, so that sufficient calcination can be achieved without reducing the pallet movement speed. A result can be obtained. As a result, the quality is improved over the entire charged layer (improving cold strength), so that it is possible to improve the yield and productivity of the product sintered ore.
また、本発明は、前記希釈気体燃料の供給位置を、気体燃料供給の作用・効果を装入層中のどこに及ぼすかという観点から決定している。また、気体燃料の供給によって、装入層内における最高到達温度や高温域保持時間を、熱量一定基準の下で固体燃料の量に応じて制御している。従って、本発明において、希釈気体燃料を装入層中へ導入（供給）するに当たっては、その供給位置を調整するだけでなく、燃焼・溶融帯自体の形態を制御し、燃焼・溶融帯における最高到達温度および／または高温域保持時間をも制御するようにすることが好ましい。 Further, according to the present invention, the supply position of the diluted gaseous fuel is determined from the viewpoint of where in the charging layer the action / effect of the gaseous fuel supply is exerted. In addition, by supplying gaseous fuel, the maximum temperature reached and the high temperature region holding time in the charging layer are controlled according to the amount of solid fuel under a constant amount of heat. Therefore, in the present invention, when introducing (supplying) the diluted gas fuel into the charging layer, not only adjusting the supply position but also controlling the form of the combustion / melting zone itself, It is preferable to control the ultimate temperature and / or the high temperature region holding time.
一般に、点火後の装入層内では、燃焼（火炎）前線が、パレットの移動に伴って次第に前方（下流側）かつ下方に拡大していくため、燃焼・溶融帯の位置は、図４（ａ）に示すように変化する。そして、図４（ｂ）に示すように、焼結過程で受ける焼結層上層、中層、下層の熱履歴は大きく異なり、したがって、上層〜下層間では、高温域保持時間（約１２００℃以上となる時間）も大きく異なる。その結果、パレット内の焼結鉱の位置別歩留まりは、図４（ｃ）に示すような分布を示す。即ち、表層部（上層部）の歩留は低く、中層、下層部で高い歩留となる。そこで、本発明に従って、前記気体燃料を供給すると、燃焼・溶融帯の上下方向の厚みやパレット進行方向の幅が拡大し、これが成品焼結鉱の品質向上につながる。そして、高い歩留分布となる中層部や下層部は、さらに高温域保持時間を制御（延長）できるため、歩留がより向上する。 Generally, in the charged layer after ignition, the combustion (flame) front gradually expands forward (downstream) and downward as the pallet moves, so the position of the combustion / melting zone is as shown in FIG. It changes as shown in a). And as shown in FIG.4 (b), the thermal history of the sintered layer upper layer, middle layer, and lower layer which receives in a sintering process differs greatly, Therefore, it is high temperature range holding time (about 1200 degreeC or more with upper layer-lower layer). Time) is also very different. As a result, the yield by position of the sintered ore in the pallet shows a distribution as shown in FIG. That is, the yield of the surface layer portion (upper layer portion) is low, and the yield is high in the middle layer and lower layer portions. Therefore, when the gaseous fuel is supplied according to the present invention, the vertical thickness of the combustion / melting zone and the width in the pallet traveling direction are expanded, which leads to improvement in quality of the product sintered ore. Further, since the middle layer portion and the lower layer portion having a high yield distribution can further control (extend) the high temperature region holding time, the yield is further improved.
上記のように、本発明では、気体燃料の供給（導入）位置を調整することにより、燃焼・溶融帯の形態、即ち、燃焼・溶融帯の高さ方向の厚さおよび／またはパレット移動方向の幅を制御できると共に、最高到達温度や高温域保持時間を制御することができる。そして、これらの制御を通じて、常に十分な焼成を達成し、ひいては成品焼結鉱の冷間強度を高め、品質向上を実現することができる。 As described above, in the present invention, by adjusting the supply (introduction) position of the gaseous fuel, the combustion / melting zone form, that is, the thickness in the height direction of the combustion / melting zone and / or the pallet moving direction is adjusted. The width can be controlled, and the maximum temperature reached and the high temperature region holding time can be controlled. And through these controls, sufficient firing can always be achieved, and as a result, the cold strength of the product sintered ore can be increased and quality can be improved.
また、本発明における装入層中への希釈気体燃料の供給（導入）は、成品焼結鉱全体の強度を制御するためであると言うこともできる。すなわち、本発明において、希釈気体燃料を供給するそもそもの目的は、焼結ケーキ（焼結鉱）の冷間強度を向上させることにあり、具体的には、気体燃料の供給位置制御や、焼結原料が燃焼・溶融帯に滞在する時間である高温域保持時間の制御、最高到達温度の制御を通じて、焼結鉱の冷間強度（シャッターインデックスＳＩ）を７５〜８５％程度、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上にすることである。なお、実機焼結機によって製造された焼結鉱の冷間強度（ＳＩ値）は、鍋試験で得られる値よりもさらに１０〜１５％高い値を示すのが一般的である。 In addition, it can be said that the supply (introduction) of the diluted gas fuel into the charging layer in the present invention is for controlling the strength of the entire product sintered ore. In other words, in the present invention, the original purpose of supplying the diluted gaseous fuel is to improve the cold strength of the sintered cake (sintered ore). The cold strength (shutter index SI) of the sintered ore is about 75 to 85%, preferably 80% through the control of the high temperature range holding time during which the raw material stays in the combustion / melting zone and the control of the maximum temperature. Above, more preferably 90% or more. In general, the cold strength (SI value) of the sintered ore produced by the actual sintering machine is 10 to 15% higher than the value obtained by the pan test.
この強度レベルは、本発明によれば、前記希釈気体燃料の濃度、供給量、供給位置および供給範囲を、好ましくは焼結原料中の炭材量をも考慮した上で（投入熱量を一定にする条件下で）調整することによって、安価に達成することができる。焼結鉱の冷間強度の向上は、一方で、通気抵抗の増大と生産性の低下を招くことがあるが、本発明では、そうした問題点を、最高到達温度や高温域保持時間を制御することによって解消することができる。 According to the present invention, this strength level is determined according to the concentration, supply amount, supply position, and supply range of the diluted gas fuel, preferably taking into account the amount of carbonaceous material in the sintered raw material (the amount of heat input is kept constant). Can be achieved inexpensively by adjusting (under conditions). On the other hand, the improvement of the cold strength of the sintered ore may lead to an increase in ventilation resistance and a decrease in productivity. In the present invention, such problems are controlled by controlling the maximum temperature reached and the high temperature range holding time. This can be solved.
したがって、本発明の焼結鉱の製造方法において、希釈気体燃料の装入層中への導入位置は、装入層中に生成した焼結ケーキから湿潤帯までの間の任意の帯域における焼結鉱の冷間強度をどのように制御するかという観点も考慮して決定される。そして、この観点から、本発明では、気体燃料供給装置の規模（大きさ）、数、位置（点火炉からの距離）、ガス濃度を、好ましくは焼結原料中の炭材量（固体燃料）に応じて調整することによって、燃焼・溶融帯の大きさ（上下方向の厚さおよびパレット移動方向の幅）だけでなく、高温到達温度、高温域保持時間をも制御し、それによって、生成する焼結ケーキ（焼結鉱）の強度の向上を図っている。 Therefore, in the method for producing a sintered ore of the present invention, the introduction position of the diluted gas fuel into the charging layer is determined by sintering in an arbitrary zone between the sintered cake formed in the charging layer and the wet zone. It is determined in consideration of how to control the cold strength of the ore. From this viewpoint, in the present invention, the scale (size), number, position (distance from the ignition furnace), gas concentration of the gaseous fuel supply device, preferably the amount of carbonaceous material (solid fuel) in the sintered raw material In addition to controlling the size of the combustion / melting zone (the thickness in the vertical direction and the width in the direction of pallet movement), the temperature reached at the high temperature and the holding time in the high temperature range are controlled accordingly, and thus generated. The strength of the sintered cake (sintered ore) is improved.
また、本発明の焼結機で焼結鉱を製造するに当たっては、ウインドボックス下流の排気経路に配設された気体燃料の検知手段が、気体燃料を構成する１または２以上の成分の濃度が所定値以上であることを検知したときには、焼結機の運転を停止し、気体燃料供給装置のフード内に残留した気体燃料を焼結機建屋外に排気すると共に、気体燃料の供給経路および／またはウインドボックスに接続した排気経路を不活性ガス雰囲気とする。ここで、上記気体燃料の供給経路は、気体燃料の供給配管だけでなく、気体燃料の供給部分（ノズル）やフード等からなる気体燃料供給設備全体を含んでもよく、また、上記排気経路は、ウインドボックスに接続した排気ダクトや集塵機などを含んでもよい。 Further, when producing sintered ore with the sintering machine of the present invention, the means for detecting gaseous fuel disposed in the exhaust path downstream of the wind box has a concentration of one or more components constituting the gaseous fuel. When it is detected that the value is equal to or greater than a predetermined value, the operation of the sintering machine is stopped, the gaseous fuel remaining in the hood of the gaseous fuel supply device is exhausted to the outside of the sintering machine, and the supply path of the gaseous fuel and / or Alternatively, the exhaust path connected to the wind box is set to an inert gas atmosphere. Here, the gaseous fuel supply path may include not only the gaseous fuel supply piping but also the entire gaseous fuel supply facility including a gaseous fuel supply portion (nozzle), a hood, and the like. An exhaust duct or a dust collector connected to the wind box may be included.
本発明の焼結機における気体燃料供給装置は、焼結機の幅方向に沿って、パレットの両サイドウォールを跨がるように配設されるのが好ましい。すなわち、上記気体燃料供給装置は、パレットの両サイドウォールを跨がるようにフードが配設され、その内部には気体燃料を供給する配管を、単数または複数本、好ましくは２〜１５本、パレット進行方向に対して平行に、あるいは垂直に配列し、そのそれぞれの配管には、気体燃料を大気中に高速で供給するためのスリットや噴出穴あるいはノズルを複数取り付けたものにて構成されることが好ましい。 The gaseous fuel supply device in the sintering machine of the present invention is preferably arranged so as to straddle both side walls of the pallet along the width direction of the sintering machine. That is, in the gaseous fuel supply device, a hood is disposed so as to straddle both side walls of the pallet, and a single or a plurality of pipes for supplying the gaseous fuel, preferably 2 to 15, are provided therein. Arranged in parallel or perpendicular to the direction of pallet travel, each pipe is composed of multiple slits, jet holes or nozzles for supplying gaseous fuel to the atmosphere at high speed. It is preferable.
前記気体燃料供給装置は、点火炉の下流側でかつ燃焼・溶融帯が装入層内を進行中の過程（状態）にある、パレット進行方向のいずれかの位置に１以上配設され、その位置において、希釈気体燃料の装入層中への供給が行われるのが好ましい。即ち、この装置は、点火炉の下流側で、燃焼前線が表層下に進行した以降の任意の位置に１ないし複数配設されるものであり、目標とする成品焼結鉱の冷間強度を調整する観点から、大きさ、位置、数が決められる。 One or more of the gaseous fuel supply devices are disposed at any position in the pallet traveling direction in the process (state) downstream of the ignition furnace and the combustion / melting zone is proceeding in the charging layer, In position, the supply of diluted gaseous fuel into the charging layer is preferably performed. That is, this apparatus is arranged at one or a plurality of arbitrary positions after the combustion front advances below the surface layer on the downstream side of the ignition furnace. From the viewpoint of adjustment, the size, position, and number are determined.
ところで、本発明においては、気体燃料を使用しているが、装入層中に供給するときの気体燃料は、前述したように燃焼下限濃度以下に希釈され、通常、装入層外では燃焼することがないように制御されている。しかし、上記気体燃料が装入層の裂け目や装入層とパレット内壁の間隙を通り、パレット下のウインドボックスに未燃焼のまま流出する可能性がある。ウインドボックスから排気経路に流れた空気は、その後、電気集塵機で集塵され、清浄化されるが、気体燃料が未燃焼のままでは、電気集塵機での放電により爆発や燃焼を起こすおそれがある。そこで、本発明では、ウインドボックスに接続された排気経路に、前記未燃焼の気体燃料の流出を検知する手段を配設して気体燃料の濃度を監視することで、電気集塵機の放電下での爆発や燃焼を防止することとした。 By the way, in this invention, although gaseous fuel is used, gaseous fuel when supplying in a charging layer is diluted below a combustion minimum density | concentration as mentioned above, and usually burns out of a charging layer. It is controlled so that there is nothing. However, there is a possibility that the gaseous fuel passes through a crack in the charging layer or a gap between the charging layer and the inner wall of the pallet and flows out into the wind box below the pallet without being burned. The air flowing from the wind box to the exhaust path is then collected and cleaned by the electric dust collector. However, if the gaseous fuel remains unburned, there is a risk of explosion or combustion due to discharge in the electric dust collector. Therefore, in the present invention, the exhaust path connected to the wind box is provided with a means for detecting the outflow of the unburned gaseous fuel, and the concentration of the gaseous fuel is monitored, so that the electric dust collector is discharged. It was decided to prevent explosion and combustion.
上記気体燃料の検知手段としては、気体燃料自体を検知可能な検知器、あるいは、気体燃料を構成するガス成分の１または２以上の成分の濃度を検出することができるガス検知器であればよく、用いるガスの種類（例えば、高炉ガス、コークス炉ガス、高炉−コークス炉混合ガス、都市ガス、天然ガス、メタンガス、エタンガス、プロパンガス、ブタンガス、あるいはこれらの混合ガス等）に応じて、ガス検知器の検出可能なガス成分（例えば、水素（Ｈ２），ＣＯ，メタン成分等）を選択すればよい。具体的には、高炉ガスや高炉−コークス炉ガスの混合ガスでは、ＣＯ成分が多いためＣＯ濃度を検出することができるガス検知器が有効であり、また、コークス炉ガス単体では、水素成分またはメタン成分を検出することができるガス検知器が有効であり、天然ガスや天然ガスを利用した都市ガスでは、メタン成分を検出することができるガス検知器が有効である。 The gas fuel detection means may be a detector that can detect the gas fuel itself, or a gas detector that can detect the concentration of one or more components of the gas components constituting the gas fuel. , Gas detection depending on the type of gas used (eg blast furnace gas, coke oven gas, blast furnace-coke oven mixed gas, city gas, natural gas, methane gas, ethane gas, propane gas, butane gas, or mixed gas thereof) A gas component (for example, hydrogen (H2), CO, methane component, etc.) that can be detected by the vessel may be selected. Specifically, in a blast furnace gas or a mixed gas of blast furnace-coke oven gas, there are many CO components, so a gas detector capable of detecting the CO concentration is effective. A gas detector capable of detecting a methane component is effective, and a gas detector capable of detecting a methane component is effective in natural gas or city gas using natural gas.
また、本発明は、ウインドボックスの下流に接続された排気経路に配設された気体燃料の検知手段が、気体燃料を構成する１または２以上の成分の濃度が所定値以上であることを検知したときは、焼結機の運転を停止し、気体燃料の供給経路および／またはウインドボックスに接続した排気経路を不活性ガス雰囲気とする運転方法を採用する。すなわち、気体燃料を検知したときは、気体燃料の供給を停止し、気体燃料の供給経路および／またはウインドボックスに接続した排気経路に窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを供給し、不活性ガス雰囲気とする。何らかの火種により、爆発や燃焼事故が起こるのを防止するための処置である。供給する不活性ガスとしては、製鉄所で大量に得ることができる窒素ガス、アルゴンガスの他、各種燃焼設備の排ガスなどを用いることができる。 Further, according to the present invention, the gaseous fuel detection means disposed in the exhaust path connected downstream of the wind box detects that the concentration of one or more components constituting the gaseous fuel is a predetermined value or more. In this case, the operation of the sintering machine is stopped, and an operation method is adopted in which the gas fuel supply path and / or the exhaust path connected to the wind box is in an inert gas atmosphere. That is, when gaseous fuel is detected, the supply of the gaseous fuel is stopped, and an inert gas such as nitrogen gas or argon gas is supplied to the gaseous fuel supply path and / or the exhaust path connected to the wind box to deactivate the gaseous fuel. Use a gas atmosphere. This is a measure to prevent an explosion or combustion accident from occurring due to some kind of fire. As the inert gas to be supplied, exhaust gas of various combustion facilities can be used in addition to nitrogen gas and argon gas which can be obtained in large quantities at an ironworks.
しかし、気体燃料の異常を検知したときに、気体燃料供給装置からの気体燃料の供給を停止し、気体燃料の供給経路やウインドボックスに接続した排気経路を不活性ガス雰囲気とするだけでは、必ずしも安全とは言えない。例えば、気体燃料供給装置のフード内に残留している気体燃料が、不活性ガスに押し出される等してフード外に漏出し、建屋内において爆発や燃焼をおこすおそれもあるからである。そこで、本発明の焼結機には、気体燃料供給装置のフード内を不活性雰囲気とするだけでなく、フード内に残留している気体燃料を、焼結機建屋外に排出する排気装置を配設する。この排気装置により、気体燃料供給装置から建屋内への気体燃料の漏出を防止しするだけでなく、排気系統への気体燃料の流出をも防止することができる。上記排気装置は、フードに接続し、建屋外へ通ずる排気配管と、排気ブロワーとで構成されるのが好ましい。 However, when the abnormality of the gaseous fuel is detected, the supply of the gaseous fuel from the gaseous fuel supply device is stopped, and the exhaust path connected to the gaseous fuel supply path or the wind box is not necessarily an inert gas atmosphere. It's not safe. For example, the gaseous fuel remaining in the hood of the gaseous fuel supply apparatus may leak out of the hood by being pushed out by an inert gas, etc., and may explode or burn in the building. Therefore, the sintering machine of the present invention has an exhaust device that not only makes the inside of the hood of the gaseous fuel supply device an inert atmosphere, but also discharges the gaseous fuel remaining in the hood to the outside of the sintering machine building. Arrange. This exhaust device not only prevents leakage of the gaseous fuel from the gaseous fuel supply device into the building, but also prevents the gaseous fuel from flowing into the exhaust system. It is preferable that the exhaust device is composed of an exhaust pipe connected to a hood and leading to the outside of the building, and an exhaust blower.
また、焼結機の運転開始あるいは運転再開に当たっても、フード内に残留している気体燃料を、焼結機建屋外に排出し、気体燃料供給経路および／または排気経路内を一旦不活性ガス雰囲気とし、所定時間経過後、焼結機の運転を再開する運転方法を採用することが好ましい。これにより、運転開始時における希釈気体燃料の濃度不安定を防止したり、気体燃料と残存する気体燃料との接触を防止したりすることができるので、爆発や燃焼事故を確実に抑止できる。 In addition, even when the operation of the sintering machine is started or restarted, the gaseous fuel remaining in the hood is discharged to the outside of the sintering machine building, and the inert gas atmosphere is temporarily provided in the gaseous fuel supply path and / or the exhaust path. It is preferable to employ an operation method in which the operation of the sintering machine is resumed after a predetermined time has elapsed. Thereby, since concentration instability of the diluted gaseous fuel at the start of operation can be prevented, or contact between the gaseous fuel and the remaining gaseous fuel can be prevented, explosions and combustion accidents can be reliably suppressed.
なお、このような検知手段や運転方法を採用するのは、以下の理由による。
一般的な焼結機の有効火格子面積は２００ｍ２以上であり、日産１万トン（焼結鉱）を超える規模のものでは４００ｍ２、５００ｍ２以上のものもある。このように大きな火格子面積の一部あるいはかなりの部分に希釈された気体燃料を供給しようとした場合、気体燃料の濃度偏析が生じたり、気体燃料が滞留して局部的濃度上昇を生じたりするおそれがある。また、本発明では、希釈気体燃料を装入層中の任意の位置で燃焼させるため、希釈気体燃料の装入層への導入を、燃焼前線が装入層表層下に移動してから行うが、この際、希釈気体燃料が、装入層形成時に生じた亀裂や、焼結原料の焼き締まりで発生した亀裂などを通過して、あるいは、装入層とパレット内壁に生じる間隙を通過して、燃焼することなくそのままウインドボックスに流出する可能性もある。したがって、これらによる危険性を払拭する必要があるからである。
The reason why such detection means and driving method are employed is as follows.
The effective grate area of a general sintering machine is 200 m 2 or more, and those having a scale exceeding 10,000 tons (sintered ore) per day include 400 m 2 and 500 m 2 or more. When it is attempted to supply diluted gaseous fuel to a part or a substantial part of such a large grate area, the concentration of the gaseous fuel may be segregated, or the gaseous fuel may accumulate and cause a local concentration increase. There is a fear. Further, in the present invention, since the diluted gas fuel is burned at an arbitrary position in the charging layer, the diluted gas fuel is introduced into the charging layer after the combustion front moves below the surface of the charging layer. At this time, the diluted gas fuel passes through cracks generated during formation of the charging layer, cracks generated by sintering of the sintering raw material, or through gaps generated in the charging layer and the inner wall of the pallet. There is also a possibility that it will flow directly into the windbox without burning. Therefore, it is necessary to eliminate the danger caused by these.
図６は、本発明に係る焼結機の一実施形態の一部を示したものであり、点火炉１０のパレット移動方向下流側に当たる装入層の上辺に、高炉ガスやコークス炉ガスあるいはこれらの混合ガス（Ｍガス）等の気体燃料を大気中に吐出し、所望の濃度の希釈気体燃料とするための気体燃料供給装置１２を１基だけ配設した例を示したものである。その気体燃料供給装置１２は、装入層の上方にフード１２´が設置され、そのフードの内部には、パレットの幅方向に沿って複数の気体燃料供給パイプ１２ａが配設されており、そのパイプには、気体燃料を高速で大気中に吐出するノズル１２ｂを下向きにかつパレット幅方向に複数個配列させたものを、図示していないサイドウォールの上から装入層を覆うように配設したものである。この気体燃料供給装置１２のフード１２´内に供給された気体燃料は、フード１２´内の周辺の空気と混合して希釈気体燃料となり、その後、パレット８下の図示されていないウインドボックスの吸引力を利用して、装入層表層に生成した焼結ケーキを経て、装入層の深部（下層）にまで導入される。
FIG. 6 shows a part of an embodiment of the sintering machine according to the present invention, and a blast furnace gas, a coke oven gas, or these are formed on the upper side of the charging layer corresponding to the downstream side of the
図７は、図６の製造装置に、本発明に係る防災装置を付加した例を示したものである。図中、点火炉１０および気体燃料供給装置１２と、ウインドボックス１１の間に、焼結原料を堆積した装入層を載せた図示されていないパレットがあり、これが図の右方向に移動する。この際、点火炉によって装入層表面の炭材に点火され、パレットの移動に伴って炭材の燃焼が装入層の上層から下層に向けて進行し、焼結ケーキ（焼結鉱）が得られる。さらに、本発明では、点火炉１０の後方（下流）において、気体燃料供給装置１２で気体燃料をフード１２´内の大気中に吐出して燃焼下限濃度以下の所定濃度に希釈された気体燃料とし、この希釈気体燃料を装入層中に吸引導入して、装入層内で燃焼させる。なお、気体燃料供給装置１２から供給する気体燃料は、点火炉１０とは別途に独立した配管系で供給してもよく、また、点火炉用燃料配管と同じ系として、点火炉１０へのガス供給管（図示せず）の延長上に接続するように構成してもよい。
FIG. 7 shows an example in which the disaster prevention apparatus according to the present invention is added to the manufacturing apparatus of FIG. In the drawing, a pallet (not shown) on which a charging layer on which a sintering raw material is deposited is placed between the
また、図中に１２として示した気体燃料供給装置において、実線で示したＡの気体燃料供給装置は、焼結機進行方向の略中央域において気体燃料を供給し、装入層中層領域の焼結鉱の品質改善を行う場合の例であり、また、破線で示したＢの気体燃料供給装置は、焼結機進行方向の後方域まで気体燃料を供給し、装入層中層・下層領域の焼結鉱の品質改善を行う場合の例を示している。 Further, in the gaseous fuel supply device indicated by 12 in the figure, the gaseous fuel supply device A indicated by a solid line supplies the gaseous fuel in a substantially central region in the traveling direction of the sintering machine, and burns the middle layer region of the charging layer. It is an example in the case of improving the quality of the ore, and the gaseous fuel supply device B shown by a broken line supplies gaseous fuel to the rear region in the direction of the sintering machine, The example in the case of improving the quality of sintered ore is shown.
気体燃料供給装置１２においては、気体燃料をフード１２´内の大気中に高速で吐出して空気と混合し、常温下では燃焼を起こさない燃焼下限濃度以下まで希釈された気体燃料とする。この希釈気体燃料は、その後、ウインドボックス１１を介して、装入層の上から下に向けて吸引されて、高温の装入層中の所定の位置で燃焼が始まるように濃度が調整されている。この希釈気体燃料は、ウインドボックス１１を通過した後は、高温領域が存在しないため、通常では燃焼や爆発のおそれはない。
In the gaseous
しかし、ウインドボックス１１を通過した排気は、ウインドボックス１１を結ぶ主ダクトから構成される排気経路１３を経て、後方（下流）の集塵機１４に導入され、除塵、排ガス処理されて煙突から排気される。上記集塵機１４には、通常、電気集塵機が使用されており、電気集塵機では、放電を繰り返すことにより除塵している。通常、所定の濃度以下に希釈された気体燃料は、上記電気集塵機１４でも爆発や燃焼を起こすことはない。
However, the exhaust gas that has passed through the
また、前述したように、焼結機は、有効火格子面積が大きいため、希釈気体燃料を供給する際に濃度の偏析が生じたり、気体燃料が滞留して局部的な濃度上昇を起こしたりするおそれがあり、また、装入層に導入した希釈気体燃料が、装入層形成時に生じた亀裂や、装入層の焼き締まりで発生した亀裂などから、あるいは、装入層とパレット内壁との間隙などから、燃焼することなくそのまま通過してウインドボックスに到達する可能性を完全に払拭することはできない。万一、電気集塵機１４で爆発事故が発生した場合には、復旧に多大の時間を要し、月単位の操業停止を余儀なくされるため、焼結鉱生産に及ぼす影響は極めて大きい。したがって、電気集塵機の放電による気体燃料の燃焼・爆発を確実に阻止する必要がある。
Further, as described above, since the sintering machine has a large effective grate area, concentration segregation occurs when the diluted gaseous fuel is supplied, or the gaseous fuel stays and causes a local concentration increase. In addition, the diluted gas fuel introduced into the charging layer may be caused by cracks that occurred during the formation of the charging layer, cracks that occur when the charging layer is baked, or between the charging layer and the inner wall of the pallet. The possibility of passing through without burning and reaching the windbox from a gap or the like cannot be completely eliminated. If an explosion accident occurs in the
そこで、本発明においては、排気経路１３に前記気体燃料の検知手段１５を配設し、排気中の気体燃料濃度が、電気集塵機１４の放電で、爆発・燃焼を起こす値に達しないよう監視する。前記気体燃料の検知手段１５としては、気体燃料自体を検知可能な検知器、あるいは、気体燃料を構成するガス成分の１または複数の成分の濃度を検出できるガス検知器であれば用いることができる。
Therefore, in the present invention, the gas fuel detection means 15 is disposed in the
また、本発明の焼結機には、前記気体燃料の検知手段１５によって所定濃度を超える気体燃料が検知されたときには、安全を確保するため、焼結機自体の運転を停止するとともに、速やかに不活性ガスを排気経路１３に供給し、爆発・燃焼を起こすおそれのない安全な濃度領域まで希釈するための不活性ガス供給手段１６を配設されている。なお、図中の１７は、排気経路１３の排気を吸引する主排気ブロワーである。
Further, in the sintering machine of the present invention, when gaseous fuel exceeding a predetermined concentration is detected by the gaseous fuel detection means 15, in order to ensure safety, the operation of the sintering machine itself is stopped and quickly. An inert gas supply means 16 is provided for supplying the inert gas to the
さらに、本発明の焼結機には、前記気体燃料の検知手段１５で所定濃度以上の気体燃料が検知されたときには、上記処置と同時に気体燃料供給装置のフード内に残留している気体燃料を焼結機建屋外に排出するための排気設備２５と、気体燃料供給配管や気体燃料供給装置等の気体燃料供給経路内を不活性ガス雰囲気とするための不活性ガス供給手段１９を備えられており、これらによって、気体燃料供給装置のフード内等に残留していた気体燃料が焼結機から建屋内に漏出することによって引き起こされる不測の事態を回避する。
Further, in the sintering machine of the present invention, when gaseous fuel of a predetermined concentration or more is detected by the gaseous fuel detecting means 15, the gaseous fuel remaining in the hood of the gaseous fuel supply device is simultaneously with the above treatment.
また、前記気体燃料の検知手段１５によって所定濃度以上の気体燃料が検知され、焼結機が停止されたときには、主ダクトからなる排気経路１３のほか、ウインドボックス１１から排気経路１３に延びる枝管２０までを不活性ガス雰囲気とする不活性ガス供給手段１６´を設置してもよい。すなわち、ウインドボックス１１、枝管２０、排気経路１３にも不活性ガスを供給し、気体燃料を払拭してもよい。
When the gaseous fuel of a predetermined concentration or more is detected by the gaseous fuel detection means 15 and the sintering machine is stopped, the branch pipe extending from the
さらに、焼結機の排鉱部では、焼結鉱の破砕が行われるため、ここにも集塵装置２１が設置されているが、気体燃料供給装置１２を焼結機の焼結領域の後方まで延長した場合には、上記集塵機２１にも気体燃料が吸引されるおそれがある。そのため、集塵機２１の排気吸引経路にも、気体燃料の検知手段２２や不活性ガス供給手段２３を配設するのが好ましい。
Furthermore, since the sintered ore is crushed in the waste ore portion of the sintering machine, the
つまり、前記気体燃料の検知手段により排気中に所定濃度以上の気体燃料が検知されたときには、焼結機を停止し、前記気体燃料供給手段により供給されている気体燃料の供給を停止すると共に、気体燃料供給装置のフード内に残留した気体燃料を排気し、さらに、気体燃料の供給経路や排気経路内の全てを完全に不活性ガス雰囲気とする運転方法が好ましい。設備上、何らかの火種によって、爆発・燃焼事故が発生するのを予防する処置である。 That is, when the gaseous fuel of a predetermined concentration or more is detected in the exhaust gas by the gaseous fuel detection means, the sintering machine is stopped, the supply of the gaseous fuel supplied by the gaseous fuel supply means is stopped, An operation method is preferable in which the gaseous fuel remaining in the hood of the gaseous fuel supply apparatus is exhausted, and further, all of the gaseous fuel supply path and the exhaust path are completely in an inert gas atmosphere. This is a measure to prevent an explosion or combustion accident from occurring due to some kind of fire on the equipment.
なお、上記説明では、集塵機１４、２１の上流に気体燃料の検知手段１５、２２を配置した例を説明したが、集塵機１４、２１の下流側に気体燃料の検知手段を配置し、検知された気体燃料の濃度変化から濃度の上昇を予測したり、閾値を適正化したりすることにより、気体燃料濃度の異常を検知することは可能である。
In the above description, the example in which the gaseous fuel detection means 15 and 22 are disposed upstream of the
さらに、焼結機は、通常、建屋内に収められているが、焼結操業では、燃料（凝結材）として炭材が使用されており、操業条件によってはＣＯガスなどの有害ガスが発生するため、建屋は一部開放されているのが普通である。しかし、建屋が開放されている場合でも、供給した希釈気体燃料が、気体燃料供給装置１２とパレット上の装入層との間から機外に漏洩して建屋内の淀み易い部分に充満することがある。そこで、このような淀みが発生し易い部分にガス検知器（気体燃料の検知手段）２４を配置し、気体燃料の滞留を検知したときには、気体燃料供給ブロワー１８を停止したり、炭材（凝結材）のみの焼結操業に切り替えたり、あるいは、建屋内の換気を促進したりして、滞留した気体燃料による爆発事故等の防止を図ることが好ましい。
Furthermore, the sintering machine is usually housed in a building, but in the sintering operation, a carbon material is used as a fuel (condensation material), and harmful gases such as CO gas are generated depending on the operation conditions. Therefore, it is normal for some buildings to be opened. However, even when the building is open, the supplied diluted gas fuel leaks from the space between the gaseous
図８は、本発明における排気経路における気体燃料の異常検知から、気体燃料供給装置フード内の残留気体燃料の排気、不活性ガスの吹き込みまでの処理フローの一例を示したものである。この図の例は、ウインドボックス下流に接続した排気系統の主集塵機で気体燃料濃度の異常を検知したときには、焼結機を停止して原料装入、気体燃料吹き込み、主排気ブロワーを停止した上で、排気装置を運転してフード内の残留気体燃料を排出すると共に、気体燃料供給経路や排気経路に不活性ガスを吹き込むようにしている。さらに、この例では、上記場合の他に、排鉱部排気系統で気体燃料の異常を検知した場合や、建屋内の気体燃料の滞留、気体燃料供給装置の異常、操業条件の異常および基準を超える横風等を検知した場合にも、上記と同様の対応を行うようにしている。なお、本発明の安全対策は、この例に限定されるものではない。 FIG. 8 shows an example of a processing flow from detection of abnormality of gaseous fuel in the exhaust path to exhausting residual gaseous fuel in the gaseous fuel supply apparatus hood and blowing in inert gas in the present invention. In this example, when an abnormality in the gaseous fuel concentration is detected by the main dust collector of the exhaust system connected downstream of the wind box, the sintering machine is stopped, the raw material is charged, the gaseous fuel is blown, and the main exhaust blower is stopped. Thus, the exhaust device is operated to discharge the residual gaseous fuel in the hood, and the inert gas is blown into the gaseous fuel supply path and the exhaust path. Furthermore, in this example, in addition to the above case, when abnormalities in the gaseous fuel are detected in the exhaust system of the ore part, the accumulation of gaseous fuel in the building, abnormalities in the gaseous fuel supply device, abnormalities in operating conditions and standards Even when a cross wind or the like exceeding is detected, the same response as described above is performed. The safety measures of the present invention are not limited to this example.
日産２万トン規模のＤＬ型焼結機に、本発明の気体燃料供給装置と、排気経路の気体燃料の濃度を測定する検知手段と、異常発生時にフード内の気体燃料を焼結機建屋外へ排気する排気装置とを備えた防災装置を適用し、実操業を行った。実操業に用いたＤＬ焼結機は、機長が点火炉から排鉱部まで９０ｍあり、点火炉の後方約３０ｍの位置には、装入層の上方にフードを設け、そのフードの内部には、装入層上方５００ｍｍの高さに、長さ（パレット移動方向）１５ｍの気体燃料供給パイプをパレット移動方向に沿って平行に９本配設し、そのパイプのそれぞれには、下方に向けて気体燃料を噴出するノズルを１００ｍｍ間隔で１４９個取り付けた（合計１３４１個）構造の気体燃料供給装置を設置し、そのノズルから気体燃料として都市ガスを、高速でフード内の大気中に吐出させて、都市ガス濃度０．８ｖｏｌ％の希釈気体燃料として装入層上に供給した。なお、装入層の全厚は６００ｍｍであり、上記気体燃料の供給位置は、燃焼・溶融帯が２００〜３００ｍｍの位置に存在するときに相当する。上記気体燃料供給装置から供給された希釈気体燃料は、焼結機パレット下方のウインドボックスの吸引負圧により、装入層中に吸引・導入され、焼結層を通して上記位置に存在する燃焼・溶融帯の近傍で燃焼する。なお、このときの都市ガス使用量は３０００ｍ３（標準状態）／ｈｒであった。 Nissan 20,000-ton scale DL-type sintering machine, gas fuel supply device of the present invention, detection means for measuring the concentration of gaseous fuel in the exhaust path, and gas fuel in the hood when the abnormality occurs A disaster prevention device equipped with an exhaust device for exhausting air was applied for actual operation. The DL sintering machine used for actual operation has a captain of 90m from the ignition furnace to the discharge section, and a hood is provided above the charging layer at a position about 30m behind the ignition furnace. Nine gas fuel supply pipes 15 m long (pallet movement direction) 15 m in length (pallet movement direction) are arranged in parallel along the pallet movement direction at a height of 500 mm above the charging layer, and each of the pipes faces downward. A gas fuel supply device having a structure in which 149 nozzles for jetting gaseous fuel are attached at intervals of 100 mm (1341 in total) is installed, and city gas is discharged from the nozzle as gaseous fuel into the atmosphere in the hood at high speed. The diluted gas fuel having a city gas concentration of 0.8 vol% was supplied onto the charging layer. The total thickness of the charging layer is 600 mm, and the supply position of the gaseous fuel corresponds to when the combustion / melting zone is present at a position of 200 to 300 mm. The diluted gaseous fuel supplied from the gaseous fuel supply device is sucked and introduced into the charging layer by the suction negative pressure in the wind box below the sintering machine pallet, and burns and melts at the above position through the sintered layer. Burns in the vicinity of the belt. The city gas consumption at this time was 3000 m 3 (standard state) / hr.
この実機焼結機による操業の結果、得られた焼結鉱のタンブラー強度（ＴＩ）は、全体として通常操業のときよりも約３％向上し、還元粉化性（ＲＤＩ）は通常操業のときよりも約３％改善し、還元率（ＲＩ）も通常操業のときより約４％改善され、生産率は０．０３ｔ／ｈｒ・ｍ２増加し、本発明の効果を確認することができた。また、本発明の気体燃料検知手段およびフード内気体燃料の排気設備を設けたことにより、気体燃料供給操業にもかかわらず、焼結機を安全に操業することができた。 As a result of operation with this actual sintering machine, the tumbler strength (TI) of the obtained sintered ore is improved by about 3% as compared with the normal operation as a whole, and the reduced dusting property (RDI) is in the normal operation. The reduction rate (RI) was improved by about 4% from the normal operation, and the production rate increased by 0.03 t / hr · m 2 , confirming the effect of the present invention. . Moreover, by providing the gaseous fuel detection means and the exhaust system for gaseous fuel in the hood of the present invention, the sintering machine could be operated safely despite the gaseous fuel supply operation.
本発明の技術は、製鉄用、とくに高炉用原料として使われる焼結鉱の製造技術として有用であるが、その他の鉱石塊成化技術としても利用することができる。 The technique of the present invention is useful as a technique for producing sintered ore used as a raw material for iron making, particularly as a blast furnace, but can also be used as another ore agglomeration technique.
１ 原料ホッパー
２ ドラムミキサー
３ ロータリーキルン
４、５ サージホッパー
６ ドラムフィーダー
７ 切り出しシュート
８ パレット
９ 装入層
１０ 点火炉
１１ ウインドボックス
１２ 気体燃料供給装置
１２´ フード
１３ 排気経路
１４、２１ 集塵機
１５、２２、２４ ガス検知器
１６、１６´、１９、２３ 不活性ガス供給手段
１７ 排気ブロワー
１８ 気体燃料供給ブロワー
２０ 排気経路枝管
２５ 排気装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
そのパレット上に粉鉱石と炭材を含む焼結原料を装入して装入層を形成する原料供給装置と、
その焼結原料中の炭材に点火する点火炉と、
上記パレットの下方で空気を吸引するウインドボックスを備える焼結機において、
上記点火炉の下流側に、フード内の大気中に気体燃料を吐出して燃焼下限濃度以下の希釈気体燃料とする気体燃料供給装置が配設され、
上記ウインドボックスの下流に接続された排気経路に、前記気体燃料を検知する検知手段が配設され、
上記気体燃料供給装置のフードに、フード内の気体燃料を焼結機建屋外へ排気する排気装置が配設され、さらに、
上記気体燃料の供給経路および／またはウインドボックスに接続した排気経路に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給設備が配設されてなることを特徴とする焼結機。 A circulating pallet,
A raw material supply device for charging a sintered raw material containing fine ore and carbonaceous material on the pallet to form a charging layer;
An ignition furnace for igniting the carbonaceous material in the sintered raw material;
In a sintering machine equipped with a wind box for sucking air under the pallet,
On the downstream side of the ignition furnace, a gaseous fuel supply device is disposed that discharges gaseous fuel into the atmosphere in the hood and makes it a diluted gaseous fuel having a combustion lower limit concentration or less,
Detection means for detecting the gaseous fuel is disposed in an exhaust path connected downstream of the wind box,
An exhaust device for exhausting the gaseous fuel in the hood to the outside of the sintering machine is disposed in the hood of the gaseous fuel supply device, and
A sintering machine characterized in that an inert gas supply facility for supplying an inert gas is disposed in the gas fuel supply path and / or an exhaust path connected to a wind box.
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