JP2010126774A - Method for manufacturing sintered ore - Google Patents

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Inventor
Katsuhiro Iwasaki
克博 岩崎
Nobuyuki Oyama
伸幸 大山
Yoshinori Watanabe
芳典 渡辺
Hidenori Sumiya
秀紀 角谷
Masayuki Kitahara
雅之 北原
Koichi Takashi
弘一 高士
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JFE Steel Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing sintered ore with which in the case of using at least a part of exhausted gas in a sintering machine by circulating and even in the case of lowering oxygen concentration in the exhausted gas, the lowering of combustion speed of carbonaceous material in a charged layer is prevented and the manufacturing rate is improved with maintenance and the quality of the sintered ore can be improved. <P>SOLUTION: The charged layer is formed on a pallet 2 by charging sintering raw material on the pallet 2 circulatingly moved, and when the charged layer is sintered by using the sintering machine 1 for manufacturing the sintered ore by sintering this charged layer; this method for manufacturing the sintered ore is performed as the followings, that gaseous fuel is supplied from the top part into the upstream side of the charged layer and also, at least a part of the exhaust gas generated, when the exhaust gas generated in the sintering machine 1 and/or the manufactured sintered ore, are cooled, is circulated and injected from the upper part to the downstream side of the charged layer. It is desirable that the gaseous fuel supplied into the charged layer is diluted to the lower limit or lower of combustion. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、下方吸引式のドワイトロイド(DL)焼結機を用いて粉状の原料を塊成化し、製錬工程に適した原料を製造する焼結鉱の製造方法に関するものであり、特に焼結原料を焼結する際、排出ガスの一部を循環使用する焼結鉱の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a sintered ore that agglomerates a powdery raw material using a downward suction type Dwytroid (DL) sintering machine, and produces a raw material suitable for a smelting process. The present invention relates to a method for producing sintered ore in which a part of exhaust gas is circulated and used when sintering raw materials.

高炉製銑法の主原料である焼結鉱は、一般に、鉄鉱石粉、製鉄所内回収粉、焼結鉱篩下粉、石灰石及びドロマイトなどの含CaO原料、生石灰等の造粒助剤、粉コークスや無煙炭などの炭材(固体燃料)を原料として無端移動床型火格子式焼結機であるドワイトロイド(DL)焼結機(以下、単に「焼結機」と記載する。)を用いて製造される。焼結鉱の原料は、ドラムミキサー等により適量の水を加えながら混合、続いて造粒され、3.0〜6.0mmの平均径を有する擬似粒子である焼結原料が形成される。形成された焼結原料は、乾燥後、焼結機の無端移動式のパレット上に装入され、焼結ベッドとも呼ばれる装入層が形成される。装入層の厚さ(高さ)は400〜800mm前後である。その後、装入層の上方に設置された点火炉により、この装入層中の炭材に点火する。パレットの下に配設されているウインドボックスを介して装入層中の空気を下方に吸引することにより、装入層中の炭材は順次に燃焼し、その燃焼はパレットの移動につれて次第に下層にかつ前方に進行する。このときに発生する燃焼熱によって、焼結原料が燃焼、溶融し、焼結ケーキが生成する。その後、得られた焼結ケーキは、破砕後クーラーで冷却されて、整粒され、所定粒度(例えば、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。   Sintered ore, which is the main raw material for the blast furnace smelting method, is generally composed of iron ore powder, recovered iron mill powder, sintered ore sieving powder, CaO-containing raw materials such as limestone and dolomite, granulation aids such as quick lime, and powder coke Using a charcoal material (solid fuel) such as anthracite or an anthracite as a raw material, a Dwytroid (DL) sintering machine (hereinafter simply referred to as “sintering machine”) which is an endless moving bed type grate-type sintering machine. Manufactured. The raw material of the sintered ore is mixed while adding an appropriate amount of water using a drum mixer or the like, and then granulated to form a sintered raw material that is a pseudo particle having an average diameter of 3.0 to 6.0 mm. The formed sintering raw material is dried and then charged onto an endless moving pallet of a sintering machine to form a charging layer called a sintering bed. The thickness (height) of the charging layer is about 400 to 800 mm. Thereafter, the carbon material in the charging layer is ignited by an ignition furnace installed above the charging layer. By sucking the air in the charging layer downward through the wind box arranged under the pallet, the carbonaceous material in the charging layer burns sequentially, and the combustion gradually becomes lower as the pallet moves. Go forward and forward. Due to the combustion heat generated at this time, the sintered raw material is burned and melted to produce a sintered cake. Thereafter, the obtained sintered cake is cooled by a cooler after crushing, sized, and recovered as a product sintered ore composed of agglomerates having a predetermined particle size (for example, 5.0 mm or more).

この際、装入層を通過した空気は集塵機で除塵された後、排風機により吸引され排ガスとなり系外に排出される。一般にこの排ガスにはN2、O2、CO2およびCOの他に、僅かではあるがSOXおよびNOX等の有害ガスが含まれている。更に、装入層から発生した微粉粉塵は集塵機を通過する際に除塵はされるものの完全ではない。従って、焼結機からの排ガスは、排ガス処理プロセスで処理する必要がある。また、クーラー冷却する際の排ガスについても同様の問題がある。排ガス処理の負荷を軽減するために、焼結機の排ガスの少なくとも一部を循環させ、再使用する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。排ガスを循環して利用することで、焼結系外に排出される有害ガスおよび粉塵の排出量を抑制すること、また、排ガスの総量を削減して安価に排ガスの処理を行なうことが可能となる。特許文献1に記載の技術では、点火炉域の排ガスを焼結機の機長方向中央部に、焼結機の機長方向後部の排ガスは焼結機の前部に循環させるものであるが、一般的には、焼結機後部の排ガスを採取し、前部へ循環させる操業が行なわれている。
特開平5−43951号公報
At this time, the air that has passed through the charging layer is removed by the dust collector, and then sucked by the exhaust fan to become exhaust gas and discharged out of the system. In general, this exhaust gas contains a small amount of harmful gases such as SO x and NO x in addition to N 2 , O 2 , CO 2 and CO. Furthermore, although fine dust generated from the charging layer is removed when passing through the dust collector, it is not perfect. Therefore, the exhaust gas from the sintering machine needs to be treated by an exhaust gas treatment process. In addition, there is a similar problem with the exhaust gas when the cooler is cooled. In order to reduce the load of exhaust gas treatment, a technique is known in which at least a part of exhaust gas from a sintering machine is circulated and reused (see, for example, Patent Document 1). By using exhaust gas in a circulating manner, it is possible to reduce the amount of harmful gas and dust discharged outside the sintering system, and to reduce the total amount of exhaust gas and to treat the exhaust gas at low cost. Become. In the technique described in Patent Document 1, the exhaust gas in the ignition furnace region is circulated in the center of the sintering machine in the longitudinal direction, and the exhaust gas in the rear of the sintering machine in the longitudinal direction is circulated in the front of the sintering machine. Specifically, an operation is performed in which exhaust gas at the rear of the sintering machine is collected and circulated to the front.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-43951

しかし、循環排ガスは低酸素濃度となるため、装入層中の粉コークス等の炭材の燃焼速度が低下するという問題がある。これに対して、特許文献1では排ガス中の酸素濃度を18%以上と規定している。このためには排ガスの循環率を所定値以下とする必要があり、排ガスの総量の削減効果が十分でない。   However, since the circulating exhaust gas has a low oxygen concentration, there is a problem that the combustion rate of carbonaceous materials such as powdered coke in the charging layer is lowered. On the other hand, in patent document 1, the oxygen concentration in exhaust gas is prescribed | regulated as 18% or more. For this purpose, the exhaust gas circulation rate needs to be a predetermined value or less, and the effect of reducing the total amount of exhaust gas is not sufficient.

したがって、排ガスの循環率を高めて、焼結鉱製造過程で排出する有害ガスおよび粉塵を処理するプロセスの負荷を十分に低減させようとすると、循環排ガスが低酸素濃度となる為に、装入層中の炭材の燃焼速度が低下して、生産率が低下する。さらに、焼結機の下流側に排ガスを供給すると、排ガスの有する顕熱により焼成後の装入層(焼結ケーキ)の冷却速度が低下するため、やはり生産率が低下する。このような生産率低下の問題を従来技術を用いて解決することは困難である。   Therefore, if the exhaust gas circulation rate is increased and the load of the process for treating harmful gases and dusts discharged during the sinter production process is sufficiently reduced, the circulating exhaust gas has a low oxygen concentration. The burning rate of the carbonaceous material in the bed is lowered, and the production rate is lowered. Furthermore, when exhaust gas is supplied to the downstream side of the sintering machine, the cooling rate of the charged layer (sintered cake) after firing decreases due to the sensible heat of the exhaust gas, so the production rate also decreases. It is difficult to solve such a problem of a decrease in production rate by using conventional techniques.

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、焼結機排ガスの少なくとも一部を循環して使用する際に、排ガス中の酸素濃度が低下しても、装入層中の炭材の燃焼速度の低下を防止して、生産率を維持向上し、焼結鉱の品質を向上できる焼結鉱の製造方法を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and when circulating and using at least a part of the exhaust gas from the sintering machine, even if the oxygen concentration in the exhaust gas decreases, An object of the present invention is to provide a method for producing a sintered ore that can prevent a reduction in the burning rate of the carbonaceous material, maintain and improve the production rate, and improve the quality of the sintered ore.

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)循環移動するパレット上に焼結原料を装入して前記パレット上に装入層を形成し、該装入層を焼結して焼結鉱を製造する焼結機を用い、
前記装入層を焼結する際に、気体燃料を前記装入層の上流側に上部から供給するとともに、
前記焼結機で発生する排ガスおよび/または前記製造された焼結鉱を冷却する際に発生する排ガスの少なくとも一部を循環させて前記装入層の下流側に上部から吹き込むことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
(2)装入層に供給される気体燃料が燃焼下限濃度以下に希釈されていることを特徴とする(1)に記載の焼結鉱の製造方法。
The features of the present invention for solving such problems are as follows.
(1) Using a sintering machine that charges a sintering raw material on a circulating pallet to form a charging layer on the pallet, sinters the charging layer to produce a sintered ore,
When sintering the charging layer, supplying gaseous fuel to the upstream side of the charging layer from above,
The exhaust gas generated in the sintering machine and / or the exhaust gas generated when the produced sintered ore is cooled is circulated and blown into the downstream side of the charging layer from above. A method for producing sintered ore.
(2) The method for producing a sintered ore according to (1), wherein the gaseous fuel supplied to the charging layer is diluted to a lower combustion limit concentration or less.

本発明によれば、焼結機の排ガスを循環使用することにより、排ガス処理プロセスの負荷を軽減できると同時に、装入層の高温度域保持時間の減少を抑制、あるいは延長することができる。このため排ガスの排出量を抑制しながら、焼結鉱の製造における生産率、歩留り、冷間強度等の品質を維持向上させることが可能となる。   According to the present invention, by exhaustively using the exhaust gas from the sintering machine, it is possible to reduce the load of the exhaust gas treatment process, and at the same time, it is possible to suppress or extend the decrease in the high temperature region holding time of the charging layer. For this reason, it is possible to maintain and improve the quality such as the production rate, yield, and cold strength in the production of sintered ore while suppressing the exhaust gas emission.

本発明者らは焼結機の操業において、排ガス循環を行なう際に、排ガス中の酸素濃度が低下して、粉コークス等の炭材の燃焼速度が遅くなり、装入層内の温度が低下し、また排ガスの有する顕熱により冷却が遅れ、生産率が低下する問題について検討を重ねた。そして本発明においては、焼結機の点火炉に近い上流側(焼結機全体の前段)の装入層に気体燃料を供給することで上記の問題を解決した。   In the operation of the sintering machine, when the exhaust gas is circulated, the inventors of the present invention have reduced the oxygen concentration in the exhaust gas, the combustion rate of carbonaceous materials such as coke breeze is reduced, and the temperature in the charging layer is reduced. In addition, studies were made on the problem that the cooling rate was delayed due to the sensible heat of the exhaust gas and the production rate was lowered. And in this invention, said problem was solved by supplying gaseous fuel to the charging layer of the upstream (front stage of the whole sintering machine) near the ignition furnace of a sintering machine.

例えば気体燃料として都市ガスを燃焼下限濃度4.8体積%以下で、焼結機の点火炉の下流側(焼結機全体の前段)に供給することで、装入層内部の燃焼・溶融帯幅(高温度域保持時間)を延ばすことができる。その結果、後段側で排ガス循環を行っていても、焼結鉱性状や生産率を悪化させることがない。さらに、焼結ベッド内部の燃焼・溶融帯温度を適正な1200〜1400℃に調整するためにコークス混合割合を低減することにより、より一層焼結鉱性状を向上できる。   For example, by supplying city gas as a gaseous fuel at a lower combustion limit concentration of 4.8% by volume or less to the downstream side of the sintering furnace ignition furnace (before the entire sintering machine), the combustion / melting zone inside the charging layer The width (high temperature range holding time) can be extended. As a result, even if exhaust gas circulation is performed on the rear side, the sinter properties and the production rate are not deteriorated. Furthermore, the sinter properties can be further improved by reducing the coke mixing ratio in order to adjust the combustion / melting zone temperature inside the sintering bed to an appropriate 1200 to 1400 ° C.

本発明者らの検討によれば、焼結時に装入層内の温度が高温になりすぎても、ガラス質が形成されて、焼結鉱の強度が低下して、歩留りが低下してしまうため、焼結鉱の品質を良好に保つには、装入層内の温度は1400℃を超えるような高温まで温度を上昇させずに、装入層内の温度を1200〜1400℃の範囲内に保持する時間を長くして焼結することが好ましい。したがって、気体燃料により焼結原料に添加する炭材の燃焼性が向上すると、高温度域に保持される時間が長くなり生産率が向上するが、装入層内の最高温度が1400℃を超えてしまうと製造される焼結鉱の強度が低下するため気体燃料の供給量に応じて炭材の量を調整することが好ましい。   According to the study by the present inventors, even if the temperature in the charging layer becomes too high during sintering, vitreous is formed, the strength of the sintered ore is reduced, and the yield is reduced. Therefore, in order to keep the quality of the sintered ore good, the temperature in the charging layer does not increase to a high temperature exceeding 1400 ° C., and the temperature in the charging layer is in the range of 1200 to 1400 ° C. It is preferable to sinter for a longer time. Therefore, when the combustibility of the carbonaceous material added to the sintered raw material by the gaseous fuel is improved, the time that is maintained in the high temperature range is increased and the production rate is improved, but the maximum temperature in the charging layer exceeds 1400 ° C. If so, it is preferable to adjust the amount of carbonaceous material according to the amount of gaseous fuel supplied, because the strength of the sintered ore produced is reduced.

図3を用いて装入層に気体燃料を供給する場合の効果を説明する。図3は装入層内の厚さ方向での温度分布を測定した一例であり、装入層高さ方向位置とは装入層下端を0とした高さ方向の位置を示す。図中の破線は、通常の空気を用い、炭材として粉コークスを5.0mass%添加した場合を示す。図中の実線は、炭材の添加量を4.6mass%として、空気に液化天然ガス(LNG)を0.4体積%混合した場合を示す。LNGを供給することで、1200〜1400℃の間に保持される領域が長くなることが分かる。   The effect in the case of supplying gaseous fuel to a charging layer is demonstrated using FIG. FIG. 3 is an example in which the temperature distribution in the thickness direction in the charging layer is measured, and the charging layer height direction position indicates a position in the height direction where the lower end of the charging layer is zero. The broken line in the figure shows the case where normal air is used and 5.0 mass% of powder coke is added as a carbonaceous material. The solid line in the figure shows the case where the amount of carbonaceous material added is 4.6 mass% and liquefied natural gas (LNG) is mixed with 0.4% by volume of air. It turns out that the area | region hold | maintained between 1200-1400 degreeC becomes long by supplying LNG.

気体燃料は粉コークスに比較して着火温度が低く、装入層内のコークスが燃焼する位置よりも上部(表層部近く)で燃焼させることができる。これにより装入層の最高到達温度を上昇させることなく、高温度域保持時間を延長することができると考えられる。   Gaseous fuel has an ignition temperature lower than that of powdered coke, and can be burned at an upper part (near the surface layer part) than the position where the coke in the charging layer burns. Thus, it is considered that the high temperature range retention time can be extended without increasing the maximum temperature reached in the charging layer.

気体燃料としては、燃焼下限濃度以下に希釈された可燃性ガスを用いることが好ましい。希釈された可燃性ガスを用いることで、焼結ベッド近傍で異常燃焼することなく、装入層中の所定領域位置での燃焼を調整することができる。気体燃料は、燃焼下限濃度の3/4以下の濃度に希釈された可燃性ガスを用いることが好ましい。より好ましくは、燃焼下限濃度の3/5以下の濃度に希釈された可燃性ガスであり、さらに好ましいのは、燃焼下限濃度の1/5以下の濃度に希釈された可燃性ガスである。なお、この際に下限としてはそれぞれ1/50以上であることが好ましい。燃焼下限濃度の3/4以下まで希釈した可燃性ガスを使用することが好ましい理由は、下記の二点である。
(a)前記気体燃料の装入層上部への供給は、時として、爆発的燃焼を招くおそれがあるので、少なくとも常温では、火種があってもなお燃焼しない状態にする。
(b)焼結機上(装入層中)で完全に燃焼することなく、未燃焼のままで焼結機の下流側にある電気集塵器等に達したとしても、電気集塵器の放電下で燃焼するおそれが全くない状態、即ち、燃焼下限濃度の3/4以下の条件で行なう。
一方で、燃焼下限濃度の1/50以上の濃度であれば、装入層内が高温度域に保持される時間を延長する効果がある。なお、燃焼下限濃度とは点火して燃焼する濃度の下限値であり、高炉ガスで40体積%、コークス炉ガスで5体積%、プロパンガスで2.2体積%、天然ガスで4.8体積%、メタンガスで4.9体積%である。
As the gaseous fuel, it is preferable to use a combustible gas diluted to a combustion lower limit concentration or less. By using the diluted combustible gas, it is possible to adjust combustion at a predetermined region position in the charging layer without abnormal combustion near the sintering bed. As the gaseous fuel, it is preferable to use a combustible gas diluted to a concentration of 3/4 or less of the lower limit concentration of combustion. More preferred is a combustible gas diluted to a concentration of 3/5 or less of the lower combustion limit concentration, and still more preferred is a combustible gas diluted to a concentration of 1/5 or lower of the lower combustion limit concentration. In this case, the lower limit is preferably 1/50 or more. The reason why it is preferable to use a combustible gas diluted to 3/4 or less of the lower combustion limit concentration is the following two points.
(A) Since the supply of the gaseous fuel to the upper part of the charging layer sometimes causes explosive combustion, at least at room temperature, even if there is a fire type, it is not burned.
(B) Even if it reaches the electrostatic precipitator on the downstream side of the sintering machine without being burned completely on the sintering machine (in the charging layer), It is performed under the condition that there is no possibility of burning under discharge, that is, under the condition of 3/4 or less of the lower limit concentration of combustion.
On the other hand, if the concentration is 1/50 or more of the lower combustion limit concentration, there is an effect of extending the time during which the inside of the charging layer is maintained in the high temperature range. The lower limit concentration of combustion is the lower limit value of the concentration to be ignited and burned, 40% by volume for blast furnace gas, 5% by volume for coke oven gas, 2.2% by volume for propane gas, and 4.8% for natural gas. %, Methane gas is 4.9% by volume.

したがって、気体燃料の濃度を上記の範囲で炭材量(固体燃料)に応じて調節することで、装入層中の適切な位置で燃焼させることができ、装入層内が高温度域に保持される時間を延長することができる。気体燃料として具体的には、高炉ガス、コークス炉ガス、高炉・コークス炉混合ガス、プロパンガス、天然ガス、液化天然ガス(LNG)、メタンガス等を用いることができる。   Therefore, by adjusting the concentration of the gaseous fuel in the above range according to the amount of carbonaceous material (solid fuel), it can be burned at an appropriate position in the charging layer, and the inside of the charging layer becomes a high temperature range. The holding time can be extended. Specifically, blast furnace gas, coke oven gas, blast furnace / coke oven mixed gas, propane gas, natural gas, liquefied natural gas (LNG), methane gas, or the like can be used as the gaseous fuel.

上述のように、希釈した気体燃料を吹き込むことによって、装入層内に形成される燃焼・溶融帯の厚みを厚くすることができる。本発明においては、装入層最高到達温度を1400℃以下とし、高温度域保持時間を調整するために、装入層中の燃焼・溶融帯の厚みが、少なくとも15mm以上が好ましく、より好ましくは20mm以上、更に好ましくは30mm以上になる条件下で希釈気体燃料の供給を行なう。通常操業(希釈燃料の供給をしない操業)において、装入層の上層部では燃焼・溶融帯の厚みが中層部や下層部よりも薄く、上層部での燃焼・溶融帯の厚みを厚くすることが効果的であり、本発明においては後述のように焼結前部(後述のC領域)において希釈気体燃料を供給するものである。燃焼・溶融帯より上層部の温度分布が上方に向かってなだらかになっている条件では(一般的には、燃焼・溶融帯幅が広いほど)、希釈気体燃料が着火して燃焼発熱し始める位置が高くなるので、コークスが着火して燃焼発熱するレベルより離れることとなり、希釈気体燃料吹き込みによる燃焼・溶融帯拡大効果は大きくなる。   As described above, by injecting diluted gaseous fuel, the thickness of the combustion / melting zone formed in the charging layer can be increased. In the present invention, the thickness of the combustion / melting zone in the charging layer is preferably at least 15 mm, more preferably, in order to adjust the maximum reached temperature of the charging layer to 1400 ° C. or less and adjust the high temperature region holding time. The diluted gas fuel is supplied under conditions of 20 mm or more, more preferably 30 mm or more. In normal operation (operation without diluting fuel supply), the upper layer of the charging layer has a thinner combustion / melt zone than the middle and lower layers, and a thicker combustion / melt zone in the upper layer. In the present invention, diluted gas fuel is supplied in the sintering front portion (C region described later) as described later. Under conditions where the temperature distribution in the upper part of the combustion / melting zone is gentle upward (in general, the wider the combustion / melting zone width), the position where the diluted gas fuel ignites and starts to generate heat. Therefore, the coke ignites and moves away from the level at which heat is generated by combustion, and the combustion / melting zone expansion effect by dilute gas fuel injection is increased.

本発明では焼結機の装入層の上部から、原料装入側から排鉱側に向かって、前部(パレット上の装入層の上流側)に気体燃料の供給を、後部(パレット上の装入層の下流側)に循環排ガスの供給を行なうものである。図1を用いて本発明の一実施形態を説明する。   In the present invention, gaseous fuel is supplied from the upper part of the charging layer of the sintering machine to the front part (upstream side of the charging layer on the pallet) from the raw material charging side to the discharge side, and the rear part (on the pallet). The circulating exhaust gas is supplied to the downstream side of the charging layer. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1は焼結機の一例を示す概略構成図である。図1において、1は焼結機本体であり無端移動床型パレット(以下、「パレット」という)2とウインドボックス3とからなっている。焼結原料装入装置4からパレット2へ装入された粉状の焼結原料は、点火炉5で着火された後、上方の気体燃料供給フード6および排ガス吹込みフード7から供給されるガス、並びに吸引された空気の作用を受けると共に、焼結原料層(装入層)から出てくる排ガスが下部のウインドボックス3により下方に吸引・排風され、そして焼結が完了して排鉱される。気体燃料の供給は、フード内に供給されればどのような方法でも構わないが、フード内に直接吹き込む方法や予め空気と混合したガスをフード内に吹き込むことなどが可能である。図1においては、気体燃料は空気とは別系統でフード内に供給している。なお、ここではパレット2を図1に示すように、原料装入側から排鉱側に向かって順にA:原料装入領域、B:点火領域、C:焼結前部、D:焼結後部に区分する。なお、Cは上部から空気および気体燃料が供給される領域であり、DはCの領域の最後端から排鉱部までの領域であり、少なくともその一部に上部から循環排ガスが供給される領域を含むものである。11は排ガス供給送風機、12は排ガス風量調整弁、13は集塵機、14は排風機、15は煙突である。循環排ガスとしては、焼結機の主排ガスの他に、製造した焼結鉱を冷却するクーラーから発生するクーラー排ガスも用いることができる。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a sintering machine. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a sintering machine body, which includes an endless moving floor pallet (hereinafter referred to as “pallet”) 2 and a wind box 3. The powdery sintered raw material charged into the pallet 2 from the sintering raw material charging device 4 is ignited in the ignition furnace 5 and then supplied from the upper gaseous fuel supply hood 6 and the exhaust gas blowing hood 7. As well as being subjected to the action of the sucked air, the exhaust gas coming out of the sintering raw material layer (charging layer) is sucked and exhausted downward by the lower windbox 3, and the sintering is completed and exhausted. Is done. The gaseous fuel may be supplied by any method as long as it is supplied into the hood. However, it is possible to directly blow the gaseous fuel into the hood or to blow a gas previously mixed with air into the hood. In FIG. 1, the gaseous fuel is supplied into the hood by a separate system from the air. Here, as shown in FIG. 1, the pallet 2 is shown in order from the raw material charging side to the discharge side, A: raw material charging region, B: ignition region, C: sintering front, D: sintering rear Divide into C is a region where air and gaseous fuel are supplied from the top, D is a region from the rearmost end of the region of C to the discharge portion, and a region where circulating exhaust gas is supplied to at least a part from the top Is included. 11 is an exhaust gas supply blower, 12 is an exhaust gas flow rate adjusting valve, 13 is a dust collector, 14 is an exhaust fan, and 15 is a chimney. As the circulating exhaust gas, in addition to the main exhaust gas of the sintering machine, a cooler exhaust gas generated from a cooler for cooling the produced sintered ore can be used.

焼結鉱の生産性を向上させるために気体燃料の供給を行なうが、気体燃料の供給は、C:焼結前部の領域に対して行なうものであり、空気ライン8から空気を、気体燃料ライン9から気体燃料を、気体燃料供給フード7に供給し、所定の割合で混合して装入層に吹き込む。このC領域は、焼成有効グレート面積(B、C、Dの領域)から点火領域(Bの領域)を差し引いた領域(C+Dの領域)に対して前部に占める70%以下とすることが好ましい。70%を超えると、装入層の下層部で焼成された焼結鉱の品質(強度、反応性)の低下が懸念されるからである。なお、通常の場合、20〜50%程度が更に好ましい。焼結機の前部で希釈した気体燃料の吹き込み量に応じて焼結速度が向上し、焼結原料中の焼結面の降下が速くなる。また気体燃料は炭材(粉コークス)よりも着火温度が低いため、炭材が燃焼するよりも装入層内の上方で燃焼し、最高到達温度を上昇させることなく、高温度域保持時間の延長を図ることができる。   In order to improve the productivity of sintered ore, gaseous fuel is supplied. The gaseous fuel is supplied to the area C: sintering front part, and air is supplied from the air line 8 to the gaseous fuel. Gaseous fuel is supplied from the line 9 to the gaseous fuel supply hood 7, mixed at a predetermined ratio, and blown into the charging layer. The C region is preferably 70% or less of the front portion with respect to a region (C + D region) obtained by subtracting the ignition region (B region) from the firing effective great area (B, C, D region). . This is because if it exceeds 70%, the quality (strength, reactivity) of the sintered ore fired in the lower layer portion of the charging layer may be deteriorated. In general, about 20 to 50% is more preferable. The sintering speed is improved according to the amount of gaseous fuel diluted at the front part of the sintering machine, and the lowering of the sintered surface in the sintering raw material becomes faster. In addition, since the ignition temperature of gaseous fuel is lower than that of charcoal (powder coke), it burns in the upper part of the charging layer than the charcoal burns, and does not increase the maximum temperature and maintains the high temperature range holding time. Can be extended.

一方、D領域の比率は、C+Dの領域に対して後部に占める30%以上とし、D領域には少なくともその一部に循環排ガスライン10から循環排ガスを吹き込む。循環排ガスとしては、B、CおよびD領域から吸引した排ガスを所定の割合で混合したものの一部を循環させて用いるものとし、循環排ガスの使用量は、B領域(点火領域)、C領域およびD領域から排風される全排ガス量に対する所定割合(以下、「排ガス循環率」という)の排ガスの量とする。なお、循環排ガスとして吸引するガスは、B〜D領域のいずれか1または2領域のみからとしても良い。B領域は排ガス中の残存酸素濃度が比較的高く、D領域は排ガス温度が比較的高く、C領域はその中間となるので、操業条件の適正に合せて選択することが可能である。   On the other hand, the ratio of the D region is set to 30% or more in the rear portion with respect to the C + D region, and the circulating exhaust gas is blown from the circulating exhaust gas line 10 into at least a part of the D region. As the circulating exhaust gas, a part of the exhaust gas sucked from the B, C and D regions mixed at a predetermined ratio is circulated and used. The amount of the circulating exhaust gas used is the B region (ignition region), the C region, The amount of exhaust gas is a predetermined ratio (hereinafter referred to as “exhaust gas circulation rate”) with respect to the total amount of exhaust gas exhausted from the D region. In addition, the gas suck | inhaled as circulating exhaust gas is good also from only any 1 or 2 area | regions of BD area | region. The B region has a relatively high residual oxygen concentration in the exhaust gas, the D region has a relatively high exhaust gas temperature, and the C region is in the middle, so it can be selected in accordance with the operating conditions.

図1に示すような、焼結機の上流側に気体燃料供給フードを有する気体燃料を供給する気体燃料吹き込み装置と、焼結機の下流側に排ガス吹込みフードを有する排ガスを供給する排ガス循環装置とを備えた焼結機を用いることで、本発明を好適に実施することができる。気体燃料吹き込み位置には、熱電対または、着火検知センサーを設け、着火した場合には、インターロック機能により、気体燃料の供給をストップして、気体燃料供給フード内を窒素ガスでパージして速やかに燃料吹込み操業を再開できる機能を備えることが好ましい。   As shown in FIG. 1, a gaseous fuel blowing device for supplying gaseous fuel having a gaseous fuel supply hood on the upstream side of the sintering machine, and an exhaust gas circulation for supplying exhaust gas having an exhaust gas blowing hood on the downstream side of the sintering machine By using a sintering machine equipped with an apparatus, the present invention can be suitably implemented. At the gaseous fuel injection position, a thermocouple or ignition detection sensor is provided. When ignition occurs, the supply of gaseous fuel is stopped by the interlock function, and the inside of the gaseous fuel supply hood is purged with nitrogen gas quickly. It is preferable to provide a function capable of restarting the fuel injection operation.

図1に示すものと同様の下方吸引式のドワイトロイド焼結機を用いて焼結鉱の製造試験を行った。使用した焼結機の機長は点火炉から排鉱部まで90m、幅5mである。この焼結機の点火炉の後方約10mの位置に、長さ(パレット移動方向)30m、機幅全体をカバーする大きさの気体燃料供給フードを設け、その下流側に10mの間隔を置いて長さ(パレット移動方向)40m、機幅全体をカバーする大きさの循環排ガス吹込みフードを設けて、装入層上流側への気体燃料吹き込み、装入層下流側への循環排ガス吹き込みを行ない、表1に示すNo.1〜3の条件で、焼結鉱を製造した。循環排ガス吹き込みを行なう際には、排ガス吹込みフードを用いて排ガスの一部を循環させた。排ガス吹込みフードの詳細を、図2に示す。本実施例においては、このフードが機長方向に5機連続して設置されており、図1では5機全体を1フードとして表している。図2において、紙面に向かって左から右に向けてパレットが移動し、排ガス吹込みフード7の上部には排ガス吹き込み管20が設置されている。21は焼結主排ガス吹き込みライン、22は焼結クーラー排ガス吹き込みラインである。23は装入層である。焼結主排ガスは200℃で、各排ガス吹き込み管20から6750Nm3/h×80本の排ガスを供給した。 A production test of the sintered ore was performed using a downward suction type Dwytroid sintering machine similar to that shown in FIG. The length of the used sintering machine is 90 m from the ignition furnace to the discharge section, and the width is 5 m. A gas fuel supply hood having a length (pallet movement direction) of 30 m and a size covering the entire machine width is provided at a position about 10 m behind the ignition furnace of the sintering machine, and a 10 m interval is provided downstream thereof. A circulating exhaust gas blowing hood with a length (pallet moving direction) of 40 m and a size that covers the entire machine width is provided, and gaseous fuel is blown upstream of the charging layer and circulating exhaust gas is injected downstream of the charging layer. No. 1 shown in Table 1. The sintered ore was manufactured on the conditions of 1-3. When circulating exhaust gas was blown, a part of the exhaust gas was circulated using an exhaust gas blowing hood. The details of the exhaust gas blowing hood are shown in FIG. In this embodiment, five hoods are continuously installed in the machine length direction, and in FIG. 1, the entire five hoods are represented as one hood. In FIG. 2, the pallet moves from left to right toward the paper surface, and an exhaust gas blowing pipe 20 is installed on the upper part of the exhaust gas blowing hood 7. 21 is a sintering main exhaust gas blowing line, and 22 is a sintering cooler exhaust gas blowing line. Reference numeral 23 denotes a charging layer. Sintered main exhaust gas was 200 ° C., and 6750 Nm 3 / h × 80 exhaust gases were supplied from each exhaust gas blowing pipe 20.

Figure 2010126774
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気体燃料としてはLNG(液化天然ガス)を用いた。気体燃料の吹き込み濃度は吸引空気量との合計に対する濃度であり、気体燃料供給フード内での濃度である。LNGの燃焼下限濃度は4.8体積%であり、気体燃料供給フード内で0.8体積%となるように吹き込みを行った。また、コークス配合量は、炭材として用いた粉コークスの割合であり、焼結原料(鉄鉱石、副原料、返鉱)総量に対する外数で示している。なお、LNGは天然ガスを液化して貯蔵・運搬するものであるが、本発明の実施にあたっては気化させた後に使用した。   LNG (liquefied natural gas) was used as the gaseous fuel. The blowing concentration of the gaseous fuel is a concentration with respect to the total amount of suction air, and is a concentration in the gaseous fuel supply hood. The lower combustion limit concentration of LNG was 4.8% by volume, and blowing was performed so as to be 0.8% by volume in the gaseous fuel supply hood. Moreover, the amount of coke blended is the ratio of the powder coke used as a charcoal material, and is expressed as an external number with respect to the total amount of sintered raw materials (iron ore, secondary raw materials, ores). In addition, although LNG liquefies natural gas and stores and conveys it, it used it after vaporizing in implementation of this invention.

表1においてNo.1は循環排ガス吹き込み、気体燃料吹き込みを行わない従来方法の場合であり、No.2は装入層下流側に循環排ガス吹き込みのみを行ない、気体燃料の吹き込みを行わない場合、No.3は本発明例であり、装入層上流側に気体燃料を、装入層下流側に循環排ガス吹き込みを行なう操業を行なった場合である。それぞれの場合について、製造した焼結鉱の生産率、成品歩留り、成品強度、成品還元率、成品還元粉化率を測定した。結果を表1に併せて示す。   In Table 1, no. No. 1 is a case of a conventional method in which circulating exhaust gas is blown and gaseous fuel is not blown. No. 2 is a case where only circulating exhaust gas is blown into the charging layer downstream side and gaseous fuel is not blown. 3 is an example of the present invention, which is a case where an operation is performed in which gaseous fuel is injected upstream of the charging layer and circulating exhaust gas is injected downstream of the charging layer. In each case, the production rate, product yield, product strength, product reduction rate, and product reduced powdering rate of the manufactured sintered ore were measured. The results are also shown in Table 1.

表1によれば、排ガス循環のみを行なうNo.2では生産率が低下するが、No.3に示すように気体燃料吹込みと排ガス循環とを行なうことで低下した生産率が回復し、成品歩留り、成品強度、成品還元率が向上した。さらに、気体燃料の発熱量から計算される以上に、コークスの配合量を減らすことができた。希釈気体燃料吹き込みなしの場合と比べて、本発明の場合、焼結燃焼・溶融帯が従来より上層部側に拡がる(コークスより先に希釈気体燃料の燃焼発熱が起きるため)とともに、希釈気体燃料が燃焼することによって空気の温度が高い状態でコークス燃焼帯に供給されることになるので、発熱量から計算される量以上にコークス配合量を削減しても、燃焼・溶融帯として必要な温度レベルである1200〜1400℃を確保できる。削減できるコ−クス量の発熱量は使用した希釈気体燃料の燃焼発熱量の2倍程度に相当している。即ち、プロセストータルのエネルギー消費量を低減できるとともに、炭酸ガス発生量およびコークス配合量も大幅に低減することができる。更に、装入層の下層部では、元々コークス原単位が必要量より多く熱過剰になっていたので、コークス配合量の削減により成品焼結鉱の反応性を向上させることもできた。   According to Table 1, no. No. 2 decreases the production rate. As shown in FIG. 3, the decreased production rate was recovered by performing gaseous fuel injection and exhaust gas circulation, and the product yield, product strength, and product reduction rate were improved. Furthermore, the amount of coke added could be reduced more than calculated from the calorific value of the gaseous fuel. Compared to the case without dilution gas fuel injection, in the case of the present invention, the sintering combustion / melting zone expands to the upper layer side than before (because combustion heat generation of the dilution gas fuel occurs before coke), and dilution gas fuel As the air is heated, it is supplied to the coke combustion zone in a state where the temperature of the air is high. Therefore, even if the coke blending amount is reduced beyond the amount calculated from the calorific value, the temperature required for the combustion / melting zone A level of 1200 to 1400 ° C. can be secured. The calorific value of the amount of coke that can be reduced corresponds to about twice the calorific value of the diluted gaseous fuel used. That is, the total energy consumption of the process can be reduced, and the carbon dioxide generation amount and the coke blending amount can be greatly reduced. Furthermore, since the coke basic unit was originally in excess of heat more than necessary in the lower layer portion of the charging layer, the reactivity of the product sintered ore could be improved by reducing the amount of coke.

本発明の一実施形態を示す焼結機の概略構成図。The schematic block diagram of the sintering machine which shows one Embodiment of this invention. 排ガス吹込みフードの概略図。Schematic of the exhaust gas blowing hood. 装入層内の温度変化の比較を示すグラフ。The graph which shows the comparison of the temperature change in a charging layer.

符号の説明Explanation of symbols

1 焼結機本体
2 パレット
3 ウインドボックス
4 焼結原料装入装置
5 点火炉
6 気体燃料供給フード
7 排ガス吹込みフード
8 空気ライン
9 気体燃料ライン
10 循環排ガスライン
11 排ガス供給送風機
12 排ガス風量調整弁
13 集塵機
14 排風機
15 煙突
20 排ガス吹き込み管
21 焼結主排ガス吹き込みライン
22 焼結クーラー排ガス吹き込みライン
23 装入層
A 原料装入領域
B 点火領域
C 焼結前部
D 焼結後部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sintering machine main body 2 Pallet 3 Wind box 4 Sintering raw material charging device 5 Ignition furnace 6 Gas fuel supply hood 7 Exhaust gas injection hood 8 Air line 9 Gas fuel line 10 Circulating exhaust gas line 11 Exhaust gas supply blower 12 Exhaust gas flow adjustment valve 13 Dust Collector 14 Ventilator 15 Chimney 20 Exhaust Blow Pipe 21 Sintered Main Exhaust Blow Line 22 Sinter Cooler Exhaust Blow Line 23 Charged Layer A Raw Material Charge Area B Ignition Area C Sintering Front D Sintered Rear

Claims (2)

循環移動するパレット上に焼結原料を装入して前記パレット上に装入層を形成し、該装入層を焼結して焼結鉱を製造する焼結機を用い、
前記装入層を焼結する際に、気体燃料を前記装入層の上流側に上部から供給するとともに、
前記焼結機で発生する排ガスおよび/または前記製造された焼結鉱を冷却する際に発生する排ガスの少なくとも一部を循環させて前記装入層の下流側に上部から吹き込むことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
Using a sintering machine that charges a sintered raw material on a pallet that circulates to form a charging layer on the pallet, sinters the charging layer to produce a sintered ore,
When sintering the charging layer, supplying gaseous fuel to the upstream side of the charging layer from above,
The exhaust gas generated in the sintering machine and / or the exhaust gas generated when the produced sintered ore is cooled is circulated and blown into the downstream side of the charging layer from above. A method for producing sintered ore.
装入層に供給される気体燃料が燃焼下限濃度以下に希釈されていることを特徴とする請求項1に記載の焼結鉱の製造方法。   The method for producing a sintered ore according to claim 1, wherein the gaseous fuel supplied to the charging layer is diluted to a lower combustion limit concentration or less.
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