JP2009280837A

JP2009280837A - 焼結鉱の品質制御方法

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Publication number: JP2009280837A
Application number: JP2008131260A
Authority: JP
Inventors: Shinroku Matsuzaki; 眞六松崎; Kenichi Higuchi; 謙一樋口; Masaki Yano; 正樹矢野; Masahito Sugiura; 雅人杉浦
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2028-05-19
Also published as: JP5298634B2

Abstract

【課題】連続式焼結機の排鉱部における焼結鉱塊の破断、落下時の焼結鉱塊断面の温度分布に基づいて、焼結鉱の品質制御を行う方法を提供する。
【解決手段】焼結機の排鉱部１４にカメラ１６を設置して排鉱時の焼結鉱塊１５の破断面を撮影し、経時的に測定される撮像画像データに基づいて焼結鉱の品質を制御する方法であって、該撮像画像データから、撮像画像全体に対する温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓh(t)（％）、および、パレット６の幅方向及び高さ方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ(t)を算出し、該面積比率Ｓh(t)（％）が予め定めた基準値Ａ以上となり、標準偏差値の総和Σσｘｙ(t)が基準値Ｂ以下となるように、焼結操業条件のうち、少なくともパレットの移動速度を調整することを特徴とする焼結鉱の品質制御方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、高炉による銑鉄の製造に際して使用される焼結鉱の製造工程における品質制御方法に関し、特に、連続式焼結機において焼結鉱を製造する際、その排鉱部における焼結鉱の温度分布に基づいて焼結鉱の品質を制御する方法に関する。

製鉄プロセスにおける高炉用の鉄源原料として、塊鉱石の他に、粉鉱石を焼結機で焼成して製造した焼結鉱が多く使用されている。通常の焼結鉱の製造は、連続式焼結機、例えば、複数の焼結パレットを給鉱部から給鉱部まで無限軌道状に配列し、給鉱部側に焼結原料に点火するための点火炉、各焼結パレット下部に空気を吸引するためのウインドボックスが設けられたＤＬ式の焼結機を用いて行われている。焼結原料は、粉鉱石、含鉄ダスト等の鉄原料の他に、焼結に必要となる石灰石や珪石等の副原料と粉コーク等の燃料等を所定の比率で配合した後、焼結パレット内に装入する前に、水分を調整しながら混合、造粒し、擬似粒子化される。この擬似粒子化された焼結原料は、焼結機の給鉱部で焼結パレット内に装入され、原料充填層を形成し、給鉱部側に設けられた点火炉内で原料充填層の上面に点火した後、焼結パレット下部のウインドボックスを介して空気を下方に吸引しながら、焼結パレットを排鉱部まで順次水平移動する。この際、原料充填層中のコークス等の燃料の燃焼点が、上層から下層に移動する共に、燃焼熱により粉鉱石等の鉄原料の一部と石灰石等の副原料が溶融同化した後、冷却により凝固して粉鉱石は焼結される。焼結パレット内で焼結を完了した焼結鉱塊（シンターケーキ）は、焼結パレットから排出され、破砕されて所定粒度の焼結鉱となる。焼結鉱は、高炉用の鉄原料として、強度、耐還元粉化性、被還元性などの品質が要求され、これらの焼結鉱の品質は、主要原料である粉鉱石の銘柄（性状、組成）、粉鉱石と副原料の配合比及び燃料添加量などの焼結原料の配合条件、焼結原料の造粒（疑似粒子）粒度等の造粒条件、焼結機における原料充填層の層厚、パレット台車移動速度及び空気の吸引量等の焼結機の操業条件等によって管理している。

焼結機の操業において、焼結鉱の品質及び生産性を向上させるために、これまで種々の技術が提案されている。
例えば、特許文献１では、排鉱部直前のパレット直下のウインドボックスに、その幅方向に複数の温度計を配置するとともに、排鉱部に赤外線カメラを配置し、排鉱部直前のパレット幅方向のガス温度分布と、パレット幅方向の焼結鉱（排鉱部）の温度分布を測定し、これらの測定結果に基づいて、給鉱部のパレット幅方向の装入物の粒度分布を制御する方法が開示されている。

また、特許文献２では、燃焼帯がパレット底部に到達する機長方向位置（ウインドボックスのガス温度上昇開始位置）のパレット直下のウインドボックスに、その幅方向に複数の温度計を配置するとともに、排鉱部に赤外線温度計を配置し、燃焼帯がパレット底部に到達する機長方向位置でのパレット幅方向のガス温度分布と、パレット幅方向の焼結鉱（排鉱部）の温度分布を測定し、給鉱部のパレット幅方向に設けられた複数（５分割）の分割ゲートに対応する前記ガス温度ＴＧｉと前記焼結鉱（排鉱部）温度ＴＳｉの温度差ΔＴｉの平均値ΔＴからの偏差σがゼロになるように、給鉱部の各分割ゲートの開度を調整する方法が開示されている。

また、特許文献３は、燃焼帯がパレット底部に到達する機長方向位置（ウインドボックスのガス温度上昇開始位置）のパレット直下のウインドボックスに、その幅方向に複数の温度計を配置するとともに、排鉱部に赤外線温度計を配置し、燃焼帯がパレット底部に到達する機長方向位置でのパレット幅方向の中央部と側板付近とのガス温度差ＴＰと、パレット幅方向の中央部と側板付近との焼結鉱（排鉱部）温度差ＴＥを測定し、前記焼結鉱（排鉱部）温度差ＴＥが零となる前記ガス温度差ＴＰになるように、給鉱部のパレット幅方向に設けられた複数（５分割）の分割ゲートの開度を調整、制御する方法が提案されている。

また、特許文献４及び５では、焼結機の排鉱部に放射温度計を配置し、パレット幅方向の各区画毎に焼結鉱（排鉱部）の温度を測定し、パレット幅方向の各区画部分において、焼結が完了している温度が１１００℃以下の面積率が９０％以上となるように、給鉱部のパレット幅方向における焼結原料の偏析装入を行うか、又は、焼結原料の造粒条件（水分量、生石灰量）やコークス添加量を制御する方法が提案されている。

また、特許文献６では、排鉱部に赤外線カメラを配置し、焼結層の高さ（上層、中層、下層）別に温度を測定し、温度が１５０℃以上の赤熱部の面積率に基づいて、給鉱部に配置した炭材吹き込み装置を用いて原料充填層の高さ方向に炭材を吹き込む方法が提案されている。

また、特許文献７は、排鉱部に熱画像用カメラを配置し、層高さ方向の焼結鉱（排鉱部）の温度分布を測定し、排鉱部の赤熱層（熱画像で１１００℃以上の温度）がパレット底部となり、層高さ方向で上部から下部に温度が高くなる温度分布になるようにパレットの搬送速度や吸引速度を制御する方法が開示されている。

特開平６−１３６４５６号公報特開平６−３３０１９４号公報特開平７−１８０９７２号公報特開平８−１２７８２２号公報特開平８−１４３９８１号公報特開平１０−３１０８２８号公報特開平７−１２６７６３号公報

特許文献１〜３で提案される方法は、燃焼帯がパレット底部に到達する機長方向位置（ウインドボックスのガス温度上昇開始位置）での吸引ガスのパレット幅方向の温度分布、及び／又は、排鉱部での焼結鉱のパレット幅方向の温度分布を測定し、前記吸引ガス、及び／又は、前記焼結鉱のパレット幅方向の温度差（偏差）が減少するように、給鉱部での焼結原料の粒度分布又は層厚分布を制御するものである。これらの方法により、パレット幅方向、特にパレット側壁部近傍と中央部との吸引風量の違い、及び、焼結による収縮量の違いに起因するパレット幅方向の温度のばらつき及びこれに起因するパレット幅方向の成品品質及び歩留の低下は抑制される。しかし、これらの方法では、焼結鉱の成品品質を決定付ける排鉱部の温度の具体的な管理はされてなく、また、パレット幅方向の成品品質のばらつきは改善されるものの、焼結層の高さ方向の成品品質の改善効果は小さいため、焼結鉱の十分な品質向上は達成されていない。

また、特許文献４及び５で提案される方法は、焼結鉱の成品品質を決定付ける排鉱部の温度の具体的な管理として、パレット幅方向の各区画部分において、焼結が完了している温度が１１００℃以下の面積率が９０％以上となるように管理するものである。しかし、温度が１１００℃以下の面積率での管理では、焼成が十分ではなく、また、これらの方法では、特許文献１〜３の方法と同様に焼結層の高さ方向の成品品質の改善効果は小さいため、焼結鉱の強度などの成品品質を十分に向上させることはできていない。

また、特許文献６で提案される方法は、焼結鉱の成品品質を決定付ける排鉱部の焼結層の高さ方向の温度分布を測定し、温度が１５０℃以上の赤熱部の面積率を管理する方法であるが、焼結鉱の強度などの成品品質を維持するための温度が１５０℃以上の赤熱部の面積率の具体的な基準については提示していない。温度が１５０℃以上の赤熱部は焼結が完了していない１１００℃以上の赤熱部を含むものであるから、焼結鉱の強度などの成品品質を十分に向上することは期待できない。

また、特許文献７で提案される方法は、焼結鉱の成品品質を決定付ける排鉱部の焼結鉱の層高さ方向の温度分布を測定し、温度が１１００℃以上の赤熱層がパレット底部とすることによりこれより上方の焼結層の品質を保証し、成品品質を管理するものである。しかし、この方法では、温度が１１００℃以上の赤熱層がパレット底部より上方の焼結層に焼成が不十分な部分を含むものであるから、焼結鉱の強度などの成品品質を十分に向上することはできていない。
排鉱部の焼結鉱のパレット幅方向または層高さ方向の温度の適切な管理は、焼結鉱の強度などの品質を向上するために望まれるものであるが、従来の方法は、焼結鉱の強度などの成品品質を十分に向上することはできていないのが現状である。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは以下に通りである。
（１）焼結機の排鉱部にカメラを設置して排鉱時の焼結鉱塊の破断面を撮影し、経時的に測定される撮像画像データに基づいて焼結鉱の品質を制御する方法であって、該撮像画像データから、撮像画像全体に対する温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓh(t)（％）、および、パレットの幅方向及び高さ方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ(t)を算出し、該面積比率Ｓh(t)（％）が予め定めた基準値Ａ以上となり、標準偏差値の総和Σσｘｙ(t)が基準値Ｂ以下となるように、焼結操業条件のうち、少なくともパレットの移動速度を調整することを特徴とする焼結鉱の品質制御方法。
（２）前記基準値Ａは、予め求められた、前記撮像画像全体に対する温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓh(t)（％）と焼結鉱の強度指数ＴＩとの関係から定められ、前記基準値Ｂは、予め求められた、前記パレットの幅方向及び高さ方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ(t) と焼結鉱の強度指数ＴＩとの関係から定められたことを特徴とする上記（１）に記載の焼結鉱の品質制御方法。

本発明によれば、連続式焼結機の排鉱部における焼結鉱塊（シンターケーキ）断面の温度分布における所定温度以上の部分の面積比率や、温度分布の高さ方向、幅方向の温度の標準偏差値を時系列に監視することによって、焼結鉱の強度の変化を的確に推定することができるため、所定の強度が得られる温度分布となるようにパレットの移動速度を調整することによって、所定の強度レベルの焼結鉱を安定して得ることが可能となる。

以下、本発明を具体的に説明する。
図１は、本発明を実施するための連続式焼結機の一例としてＤＬ式焼結機による焼結鉱の製造過程を示す側面からの全体の模式図である。
鉄鉱石粉、コークス粉、石灰石粉などの原料粉を所定の比率で配合し、水と共に混合、造粒により擬似造粒化した焼結原料１は、焼結機の給鉱部に設けられたサージホッパー２に貯留される。この焼結原料１はサージホッパー２の下部に設けられたドラムフイーダー３から切り出され、シュート板５を介し、焼結機の給鉱部の方向に移動するパレット６内に連続的に供給され、パレット内に原料充填層７が形成される。この時、原料供給側のスプロケット４を駆動させることによってパレットを一定速度で移動させると共に、パレットの下側に設けた複数のウインドボックス８、メインダクト９、排ガス集塵機１０を経て、吸引ブロアー１１により吸気する。給鉱部側に設けられた点火炉１３により原料充填層の上面に点火して、吸気させつつ焼結原料中の炭材が燃焼する燃焼点を原料充填層の表層から下層へと移動させ、パレット内の原料充填層が焼結機の排鉱部１４に達するまでに焼結が完了するようにパレットの移動速度を制御する。原料充填層は焼結完了後、焼結鉱塊（シンターケーキ）１５となって焼結機の排鉱部１４から落下し、排出される。
この焼結機の排鉱部１４から焼結鉱塊が落下する直前に焼結表層部のパレット幅方向に亀裂が生じ、この亀裂で焼結鉱塊は破断し、この露出した焼結鉱塊の破断面をカメラ（ＣＣＤカメラ）１６で観察する。

焼結鉱の生産性、成品歩留や、焼結鉱の強度、被還元性、耐還元粉化性等の品質は、焼結原料に配合する原料鉱石の銘柄及び性状、粉コークス等の固体燃料の配合比率、焼結原料の擬似粒子の粒径、および焼結原料充填の層厚、パレット移動速度、ブロアーで吸引する風量などにより影響を受けることが知られている。

発明者らは、焼結機の操業において、焼結機の排鉱部にカメラ（ＣＣＤカメラ）１６を設置し、焼結鉱塊（シンターケーキ）がパレットから下方に落下する際の焼結鉱塊の破断面（略矩形状の断面）を撮像し、この画像データからパレット幅方向及び層高さ方向の温度分布を求め、焼結鉱の品質制御に反映させる方法を検討した。焼結機の排鉱部に設けるカメラは、ＣＣＤカメラ、または、ＩＴＶカメラなどが用いられ、撮像した画像データにおけるＲＧＢ信号の放射輝度のＲ成分とＧ成分の比と、予め黒体炉を用いてキャリブレーションした校正曲線との関係から温度が求められる。

図２は、連続式焼結機の排鉱部における焼結鉱塊（シンターケーキ）の破断直後のシンターケーキ破断面をＣＣＤカメラで撮像した時の画像を示す図(写真)である。なお、図の縦がパレットの高さ方向、横がパレットの幅方向（パレット進行方向と垂直な方向）を示す。また、図３は、図２の焼結鉱破断面の撮像画像データに基づいて作成したパレットの幅方向及び高さ方向の２次元温度分布を示す図である。なお、図中の等温線は５０℃間隔で示されている。

本発明では、例えば、図３に示されるように、ある時刻ｔに測定した排鉱部での焼結鉱破断面におけるパレット幅方向及び高さ方向の２次元温度分布データ（撮像画像のピクセル単位）に基づいて、撮像画像全体に対する温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓh(t)（％）を算出するとともに、上記２次元温度データ全体の平均温度Ｔｘｙａｖｅ（ｔ）に対する各温度Ｔｘｙ(t)の標準偏差値σｘｙ(t)の総和Σσｘｙ(t)を算出する。
なお、上記面積比率Ｓｈ（ｔ）と、高さ方向および幅方向の各温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ(t)は、撮像した画像の全面（全視野）、すなわちシンターケーキの全断面を対象とすることが好ましい。

本発明において、撮像画像全体に対する温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）は、焼結具合を表す指標であり、この面積比率Ｓｈ（ｔ）が高くなるほど、焼結が十分な状態であり強度などの焼結鉱の品質が向上するために好ましい。
温度が１０００℃より高い温度の面積比率Ｓｈ（ｔ）を測定する場合は、排鉱部において焼成未完了及び焼成不足（必要強度を得るための焼成度に達していない）の領域が測定されるため、当該温度の面積比率Ｓｈ（ｔ）と焼結鉱の強度指数ＴＩとの相関性が失われ、排鉱部での焼成度の評価精度が低下し、排鉱部での焼成度の評価結果を基に目的とする焼結鉱の強度を安定して確保するための制御は困難となる。
また、温度が３６０℃より低い温度の面積比率Ｓｈ（ｔ）を測定する場合も、排鉱部において未焼成（燃料の未燃焼などによる加熱が不十分な領域）の領域が測定されるため、当該温度の面積比率Ｓｈ（ｔ）と焼結鉱の強度指数ＴＩとの相関性が失われ、排鉱部での焼成度の評価精度が低下し、排鉱部での焼成度の評価結果を基に目的とする焼結鉱の強度を安定して確保するための制御は困難となる。

また、本発明において、高さ方向および幅方向の各温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ(t)は、高さ方向および幅方向の焼結の焼けムラの程度を示す指標であり、この高さ方向および幅方向の各温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ(t)が低くなるほど、強度などの焼結鉱の品質が向上するために好ましい。

なお、従来、排鉱部において焼結鉱のパレット幅方向の温度分布を測定し、温度の平均値に対するパレット幅方向の各温度の偏差値を求め、パレット幅方向の各温度の偏差値が零となるようにする方法が知られている。また、排鉱部において焼結鉱の高さ方向の温度分布を測定し、焼結鉱の高さ方向の温度分布に基づいて焼結鉱の高さ方向の温度を制御することも知られている。

しかし、これらの従来法は、焼結鉱のパレット幅方向または高さ方向のいずれかの温度情報に基づいて焼結鉱の品質を予測し、操業アクションを行うため、過度な操業条件の変更による焼結鉱の生産性低下の問題があった。
例えば、排鉱部においてパレット幅方向の温度が管理値よりも低い区間であっても、層高さ方向の温度が管理値よりも高ければ、焼結鉱の品質低下は抑制される。しかし、従来の焼結鉱のパレット幅方向の温度情報のみに基づいて操業アクションを行う場合は、排鉱部においてパレット幅方向の温度が管理値よりも低い区間は、層高さ方向の温度にかかわらず、例えば、焼結原料の粒度を変更した装入や、装入層厚を変更するなどの操業アクションを行っていたため、これに伴う作業性及び生産性の低下の問題があった。

本発明では、排鉱部における焼結鉱の高さ方向および幅方向の各温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ(t)を指標とし、操業管理するため、従来のように焼結鉱の高さ方向および幅方向のうちの一方の温度の標準偏差値が低くても、他方の温度の標準偏差値が高ければ、各温度の総和Σσｘｙ(t)は管理値以上となるため、焼結鉱の品質維持のための操業条件の変更はしない。このため、従来法に比べて、焼結鉱の製造における作業性及び生産性を低下させずに、強度などの焼結鉱の品質を向上させることができる。

本発明における、上記温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）と、上記高さ方向および幅方向における各温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ(t)は、排鉱部において経時的に撮像される焼結鉱塊の破断面の画像データを基にそれぞれ求めることができる。

次に、このように求めた上記温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）及び上記高さ方向および幅方向の温度における各温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ(t)と、焼結鉱の強度との関係を求める。
高炉用鉄原料として要求される焼結鉱の品質は、強度の他に、耐還元粉化性や被還元性などがあり、本発明において焼結鉱の品質は、強度だけに限定されるものではないが、排鉱部の焼結鉱の高さ方向および幅方向の温度の変動によって特に焼結鉱の強度は大きく影響を受けるため、以下の実施形態では、焼結鉱の強度を制御する場合を例にして説明する。

図４は、温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）と、焼結鉱の強度指数ＴＩとの関係を示したものである。
また、図５は、温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）が１４．５％以上の場合の高さ方向および幅方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t)と、焼結鉱の強度指数ＴＩの関係を示したものである。

図４及び図５は、平均粒径０．０６〜３ｍｍの鉄鉱石粉、平均粒径２ｍｍのコークス粉、平均粒径２．２ｍｍの石灰石粉を８０：５：１５の比率で配合して焼結原料とし、ドラムミキサーを用いてこの原料中の水分含有率を６．５〜８%に調整しつつ混合、造粒し、平均粒径３〜４ｍｍの擬似粒子とした後、生産能力１４，４００トン/日のドワイトロイド式連続式焼結機のパレット内に充填層の層厚が５５０〜６００ｍｍとなるように装入し、パレット移動速度は２．０〜３．５ｍ／分、ブロアによる吸引風量は１６０００〜１８０００Ｎｍ^３／分の条件で操業し、連続式焼結機の排鉱部に設置したＣＣＤカメラにより焼結鉱塊（シンターケーキ）の破断面を撮影して得られた画像データの解析により作成した。
なお、図４及び図５の焼結鉱の強度指数ＴＩ（タンブラーインデックス）は、ＪＩＳＭ８７１２の規定に準拠して測定し求められる焼結鉱の強度指数を示す。

図４から、温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）と焼結鉱の強度指数ＴＩとは正の相関があり、面積比率Ｓｈ（ｔ）が大きくなると焼結鉱の強度指数ＴＩが増加することがわかる。図４によれば、例えば、目標とする焼結鉱の強度指数ＴＩが７４（％）以上とする場合には、温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）を１４．５％以上とすれば良いことが判る。

図５から、高さ方向および幅方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t) と焼結鉱の強度指数ＴＩとは負の相関があり、温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t)が増加すると焼結鉱の強度指数（ＴＩ）が低下する。

本発明において、目的とする焼結鉱の強度を確保するための、温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）の基準値Ａ、並びに、高さ方向および幅方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t)の基準値Ｂは、図４及び図５に示すような温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）及び高さ方向および幅方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t)と焼結鉱の強度指数ＴＩとの関係を予め求めておき、これらの関係からそれぞれ定めることができる。図４及び図５によれば、例えば、目標とする焼結鉱の強度指数ＴＩが７４（％）以上とする場合には、温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）の基準値Ａを１４．５％以上とし、高さ方向および幅方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t) の基準値Ｂを１１５℃としてそれぞれ定められる。

本発明は、このように目的とする焼結鉱の強度を確保するために予め定めた、上記面積比率Ｓｈ（ｔ）の基準値Ａ（例えば、目標とする焼結鉱の強度指数ＴＩを７４（％）以上とする場合には、１４．５（％）及び上記温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t)の基準値Ｂ（例えば、目標とする焼結鉱の強度指数ＴＩを７４（％）以上とする場合には、１１５℃）を基に、焼結操業において測定される上記面積比率Ｓｈ（ｔ）は基準値Ａ以上とし、上記温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t)は基準値Ｂ以下とすることにより、操業条件のうちで少なくともパレット移動速度を制御することにより目的とする焼結鉱の強度を確保するような焼結鉱の品質制御ができる。

焼結鉱の強度は、主として、焼結原料の配合、疑似粒子の粒径、焼結原料充填層の層厚、パレット移動速度、および、ブロアーによる吸引風量の操業条件に影響されるが、本発明は、これらの操業条件の中で少なくともパレット移動速度を制御することにより、パレットの幅方向及び高さ方向の温度の変動に起因する焼結鉱の強度の低下を抑制し、目的とする焼結鉱の強度を確保することが可能となる。

また、上記では焼結鉱の品質として、焼結鉱の強度ＴＩを取り上げたが、強度に限ることなく、他の品質、例えば被還元性についても同様に、品質を制御することができる。例えば、焼結鉱の品質として、図４及び５に示される焼結鉱の強度に代えて、被還元性を確保するためには、同様に、上記面積比率Ｓｈ（ｔ）及び上記温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t)と焼結鉱の被還元性との関係を予め求めておき、これらの関係に基づいて上記面積比率Ｓｈ（ｔ）の基準値Ａ、及び、上記温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t)の基準値Ｂをそれぞれ定め、これらの基準値Ａ，Ｂに基づいて焼結操業において測定される上記面積比率Ｓｈ（ｔ）及び上記温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t)を調整する。

平均粒径０．０６〜３ｍｍの鉄鉱石粉、平均粒径２ｍｍのコークス粉、平均粒径２．２ｍｍの石灰石粉を８０：５：１５の比率で配合した焼結原料を水分６．５〜８%に調整しながらドラムミキサーで混合、造粒して、平均粒径３〜４ｍｍの擬似粒子とした後、ドワイトロイド式の連続式焼結機（生産能力１４,４００トン/日）のパレットに充填層の層厚が５５０〜６００ｍｍなるように装入し、焼結機の操業を行った。
焼結機の操業において、パレット移動速度は３．６ｍ／分とし、ブロアの吸引力風量は１６０００〜１８０００Ｎｍ^３／分として操業し、図１に示すように連続式焼結機の排鉱部に設置したＣＣＤカメラにより排鉱時の焼結鉱塊（シンターケーキ）の破断面を時系列的に撮影し、この撮像画像データの解析により、温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）、並びに、高さ方向および幅方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t)を求め、これらの値をそれぞれ基準値Ａ、Ｂに基づいて制御して操業をした。温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）の基準値Ａ、並びに、高さ方向および幅方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘy(t)の基準値Ｂは、予め求められた図４、５に示す焼結鉱の強度指数ＴＩとの関係を基に、焼結鉱強度指数ＴＩが７４（％）以上を得るための基準として、基準値Ａを１４．５％、基準値Ｂを１２０(℃)と設定し、操業における上記面積比率Ｓｈ（ｔ）は基準値Ａ（１４．％％）以上、上記標準偏差値の総和Σσｘy(t)は基準値Ｂ(１２０℃)以下となるように、パレット移動速度の調整により制御した。
この操業における焼結鉱の強度は、ＪＩＳＭ８７１２の方法に準じて焼結鉱の強度指数ＴＩとして求めた。

パレット移動速度が３．６ｍ／分の上記操業の途中において、焼結原料中の粉鉱石の銘柄及び配合条件が大きく変更された結果、排鉱部で測定された撮像画像データにおいて温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）が１３．５％に低下し、高さ方向および幅方向の温度の標準偏差の総和Σσｘy(t)が１４５℃に増加し、その結果、焼結鉱の強度指数ＴＩが７２．８％と低下した。
そこで、本発明の焼結鉱の品質制御法を適用し、排鉱部で測定された撮像画像データにおける温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）を基準値Ａ：１４．５％以上とし、高さ方向および幅方向の温度の標準偏差の総和Σσｘy(t)を基準値Ｂ：１２０℃以下になるように、操業条件のうち、パレット移動速度を変更する制御を行った。その結果、パレット移動速度は、３．６ｍ／分から３．３ｍ／分に低下させるように調整され、図６に示すように、温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）が１４．５％での、高さ方向および幅方向の温度の標準偏差の総和Σσｘy(t)は１２０℃以下となり、装入原料の組成の変動にもかかわらず、目標とするＴＩが７４(%)以上の焼結鉱の強度を維持することが可能となった。

本発明を実施するための連続式焼結機の一例であるＤＬ式焼結機による焼結鉱の製造過程を示す側面から模式図である。連続式焼結機の排鉱部において撮影された焼結鉱塊の断面の画像（写真）である。図２の焼結鉱塊の断面の画像から得られた温度分布の模式図である。排鉱部で測定された焼結鉱塊の破断面の撮像画像データから得られた温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ(ｔ)と、焼結鉱の強度指数ＴＩとの関係を示す図である。温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）が１４．５％以上の場合の高さ方向および幅方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ（ｔ）と、焼結鉱の強度指数ＴＩとの関係を示す図である。実施例の一例である排鉱部での焼結鉱塊破断面の撮像画像データから得られた温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓｈ（ｔ）が１４．５％以上での、高さ方向および幅方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ（ｔ）と、焼結鉱の強度指数（ＴＩ）との関係を示す図である。

符号の説明

１焼結原料
２サージホッパー
３ドラムフイーダー
４スプロケット
５シュート板
６パレット
７焼結原料充填層
８ウインドボックス
９メインダクト
１０排ガス集塵機
１１吸引ブロアー
１２煙突
１３点火炉
１４排鉱部
１５焼結鉱塊（シンターケーキ）
１６カメラ（ＣＣＤカメラ）

Claims

焼結機の排鉱部にカメラを設置して排鉱時の焼結鉱塊の破断面を撮影し、経時的に測定される撮像画像データに基づいて焼結鉱の品質を制御する方法であって、該撮像画像データから、撮像画像全体に対する温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓh(t)（％）、および、パレットの幅方向及び高さ方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ(t)を算出し、該面積比率Ｓh(t)（％）が予め定めた基準値Ａ以上となり、標準偏差値の総和Σσｘｙ(t)が基準値Ｂ以下となるように、焼結操業条件のうち、少なくともパレットの移動速度を調整することを特徴とする焼結鉱の品質制御方法。
前記基準値Ａは、予め求められた、前記撮像画像全体に対する温度が３６０℃以上１０００℃以下の面積比率Ｓh(t)（％）と焼結鉱の強度指数ＴＩとの関係から定められ、前記基準値Ｂは、予め求められた、前記パレットの幅方向及び高さ方向の温度の標準偏差値の総和Σσｘｙ(t) と焼結鉱の強度指数ＴＩとの関係から定められたことを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の品質制御方法。