JP2012046813A - 焼結機及び焼結機の操業方法 - Google Patents
焼結機及び焼結機の操業方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012046813A JP2012046813A JP2010192783A JP2010192783A JP2012046813A JP 2012046813 A JP2012046813 A JP 2012046813A JP 2010192783 A JP2010192783 A JP 2010192783A JP 2010192783 A JP2010192783 A JP 2010192783A JP 2012046813 A JP2012046813 A JP 2012046813A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintering machine
- ventilation
- layer
- charging
- width direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
【課題】焼結機パレット上の焼結原料装入層の幅方向に連続して層厚を正確に測定し、通気状態を均一化させることにより、歩留り、焼結時間及び生産率への悪影響を緩和する焼結機を提供する。
【解決手段】焼結機パレット8上に焼結原料を装入する原料装入部30と、該原料装入部30で前記焼結機パレット上部に装入された原料装入層表面の当該焼結機パレットの搬送方向と直交する幅方向の層厚を連続的に検出する層厚検出部40と、該層厚検出部40で検出した装入層の幅方向の層厚に基づいて平坦化時に圧密される要通気増加領域Ao11,Ao12を抽出し、抽出した要通気増加領域に通気棒33a〜33jを設定された通気棒装入深度まで挿入する通気制御部と、装入層の幅方向の層厚に基づいて前記通気棒装入深度を設定する装入深度設定部とを備えている。
【選択図】図1
【解決手段】焼結機パレット8上に焼結原料を装入する原料装入部30と、該原料装入部30で前記焼結機パレット上部に装入された原料装入層表面の当該焼結機パレットの搬送方向と直交する幅方向の層厚を連続的に検出する層厚検出部40と、該層厚検出部40で検出した装入層の幅方向の層厚に基づいて平坦化時に圧密される要通気増加領域Ao11,Ao12を抽出し、抽出した要通気増加領域に通気棒33a〜33jを設定された通気棒装入深度まで挿入する通気制御部と、装入層の幅方向の層厚に基づいて前記通気棒装入深度を設定する装入深度設定部とを備えている。
【選択図】図1
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、高強度高品質の焼結鉱を製造する焼結機及び焼結機の操業方法に関するものである。
高炉製銑法の主原料である焼結鉱は、一般に、図28に示すような工程を経て製造される。原料は、鉄鉱石粉、製鉄所内回収粉、焼結鉱篩下粉(返鉱)、石灰石及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る。これらの原料は、ホッパー101・・・の各々から、コンベヤ上に所定の割合で切り出される。切り出した原料は、ドラムミキサー102等により適量の水を加えて混合し、造粒して、3.0〜6.0mmの平均径を有する擬似粒子である焼結原料とする。一方、整粒した細粒の焼結鉱を床敷ホッパー104から切り出して焼結機パレット108のグレート上に床敷層を形成させる。
焼結原料は、焼結機上に配置されているサージホッパー105からドラムフィーダー106と切り出しシュート107を介して、無端移動式の焼結機パレット108上の床敷層上に装入され、焼結ベッドともいわれる焼結原料の装入層109を形成する。装入層の厚さ(高さ)は通常400〜800mm前後である。次に、原料表面はカットオフゲート110によって平坦化される。その後、装入層109の上方に設置された点火炉111で、この装入層9の表層中の炭材に点火するとともに、パレット108の下に配設されているウインドボックス112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、前記焼結原料の一部を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。
ここで、原料装入層の層厚は焼成時の原料装入層(焼結ベッド)の通気性に大きく関係し、層厚の大きい部分では小さい部分に比較して、カットオフゲートによる平坦化後は、原料層の圧密による空隙の低下が大きいため、通気抵抗が大きい。このため、層厚の大きい部分では他より、吸引されたガス(大気)が流れ難くなり、ガス流速が遅くなる。これにより、ガス流速の遅い部分では、粉コークス燃焼用の酸素の供給が少なく、燃焼帯の降下遅れすなわち燃焼速度の低下が発生して焼成が遅く進行する。
ガス流速が遅くなると、コークス燃焼による高温状態を保つことはできるが、燃焼帯の進行が遅くなり、焼結時間、生産率に与える影響が大きくなるという未解決の課題がある。
そのため、焼結時間及び生産率に与える影響を小さくするためには、原料装入層の層厚分布を一定にしてガス流速分布の変動を抑え、焼成速度を幅方向で揃えることが望ましい。このためには焼結機パレット上に装入された焼結原料の幅方向の層厚分布を正確に把握し、層厚分布を調整することが必要である。
そのため、焼結時間及び生産率に与える影響を小さくするためには、原料装入層の層厚分布を一定にしてガス流速分布の変動を抑え、焼成速度を幅方向で揃えることが望ましい。このためには焼結機パレット上に装入された焼結原料の幅方向の層厚分布を正確に把握し、層厚分布を調整することが必要である。
焼結機パレット上の原料装入層の層厚を測定する技術として、原料給鉱側と排鉱側に幅方向に複数配置したレベル計で、幅方向各位置の給鉱部層厚と排鉱部層厚を測定し、その差から焼結鉱の収縮率を算出し、焼結鉱の冷間強度と気孔率の各幅方向偏差が最小となるように急後部の原料装入密度を求め、この原料装入密度となるように分割ゲート開度を調整する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、焼結鉱のむら焼けを防止するために、原料供給部と点火炉との間にパレット上の焼結原料層に対しその上方から溝を付与する鉛直配置になる第一の通気棒を幅方向に複数本架設すると共に、原料供給装置からパレット上への原料落下位置にて、焼結原料層に対しその横方向から侵入するパレット進行方向と平行配置になる第二の通気棒を幅方向に複数本配設し、原料の焼結状況に応じて、焼結原料層に対する第一の通気棒の深度並びに第二の通気棒の配置レベル及び装入長さを調節するようにした焼結鉱のむら焼け防止方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、図29に示すように、幅方向に一定数(例えば6台)の層厚計120a〜120fが設けられ、各層厚計120a〜120f直下部分の一定領域の原料装入装置121の平均的層厚を測定しているに過ぎない。測定域から外れた部分の状態は把握できないのが現状である。実際の装入では、原料装入装置121各部への付着や摩耗などから、焼結機パレット108への幅方向での焼結原料の装入量は各位置で変化し、数cm幅で原料装入層109の層厚が変化している。このため、原料装入厚の最大や最小の層厚となる位置を測っていない場合が、往々にして発生している。
また、原料装入装置121の方式によっては、原料装入層109の表層の一定の位置に細い溝を形成しながら装入されることもある。しかし、層厚計120a〜120fの直下の平均的な層厚を測定するのでは、このような層厚変化部位が距離計の測定エリアに入っておらずに、層厚の変化を見逃してしまう。また、測定エリアに入っていたとしても、広いエリア内での平均的層厚として捉えるため、細かく深い溝などは小さな変化としてしか認識されない。
現状の測定では、原料装入層109の装入層全体の状態は把握できず、カットオフゲートによって圧密領域が形成されたときに、この圧密領域を正確に検出することができず、前述した特許文献2に記載された通気棒の幅方向の挿入位置及び挿入深さを正確に調整することができないのが実状である。原料装入層109の層厚変化による圧密領域を適切に検知できないと、装入層109内に焼成速度の違いを生じ、ムラ焼けや未焼を引き起して焼結鉱の歩留りを低下させ、生産率が低位に抑制されてしまう。
そこで、本発明は、上述した特許文献1に記載された従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、焼結機パレット上の焼結原料装入層の幅方向全体に渡って層厚を正確に測定し、通気状態を均一化させることにより、焼結時間及び生産率への悪影響を緩和することができる焼結機及び焼結機の操業方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る焼結機は、焼結機パレット上に装入された焼結原料を焼結して焼結鉱を製造するドワイトロイド式の焼結機であって、前記焼結機パレット上に焼結原料を装入する原料装入部と、該原料装入部で前記焼結機パレット上部に装入された原料装入層表面の当該焼結機パレットの搬送方向と直交する幅方向の層厚を連続的に検出する層厚検出部と、該層厚検出部で検出した装入層の幅方向の層厚に基づいて平坦化時に圧密される要通気増加領域を抽出し、抽出した要通気増加領域に通気棒を装入する通気制御部と、前記層厚検出部で検出した装入層の幅方向の層厚に基づいて前記通気棒装入深度を設定する装入深度設定部とを備えたことを特徴としている。
また、請求項2に係る焼結機は、請求項1に係る発明において、前記層厚検出部は、前記焼結機パレット上部の所定の高さ位置に配設された回動機構と、該回動機構に回動可能に支持されたレーザー距離計とを有し、前記レーザー距離計を前記回動機構で回動させて前記原料装入層の表面を走査することで、当該原料装入層の層厚を前記焼結機パレットの幅方向に連続的に測定することを特徴としている。
また、請求項3に係る焼結機は、請求項1に係る発明において、前記層厚検出部は、前記焼結機パレット上部の所定の高さ位置に当該焼結機パレットの幅方向に移動する移動機構と、該移動機構に装着されたレーザー距離計とを有し、前記レーザー距離計を前記移動機構で移動させて前記原料装入層の表面を走査することで、当該原料装入層の層厚を前記焼結機パレットの幅方向に連続的に測定することを特徴としている。
また、請求項4に係る焼結機は、請求項2又は3に係る発明において、前記レーザー距離計は、前記焼結機パレットの幅方向に所定間隔で配置された複数のレーザー距離計で構成されていることを特徴としている。
また、請求項5に係る焼結機は、請求項1乃至4のいずれか1つに係る発明において、前記通気制御部は、前記原料装入層の幅方向に複数の上下移動可能な通気棒を配設し、前記要通気増加領域に対して対向する通気棒を装入するように構成されていることを特徴としている。
また、請求項5に係る焼結機は、請求項1乃至4のいずれか1つに係る発明において、前記通気制御部は、前記原料装入層の幅方向に複数の上下移動可能な通気棒を配設し、前記要通気増加領域に対して対向する通気棒を装入するように構成されていることを特徴としている。
また、請求項6に係る焼結機は、請求項1乃至5のいずれか1つに係る発明において、前記装入深度設定部は、カットオフゲートの底面位置と前記原料装入層の表面までの高さをHとし、焼結原料の性質に応じた変動量をΔDとしたとき、通気棒装入深度Dを
D=0.0070H2+1.30H+ΔD
で表される演算式で算出することを特徴としている。
D=0.0070H2+1.30H+ΔD
で表される演算式で算出することを特徴としている。
また、請求項7に係る焼結機の操業方法は、焼結機パレット上に装入された焼結原料を焼結して焼結鉱を製造するドワイトロイド式焼結機の操業方法であって、前記焼結機パレット上部に焼結原料を原料装入部で装入するステップと、前記焼結機パレット上部の装入層表面の当該焼結機パレットの搬送方向と直交する幅方向の層厚を層厚検出部で連続的に検出するステップと、検出した装入層の幅方向の層厚に基づいて通気制御部で平坦化時に圧密される要通気増加領域を抽出し、抽出した要通気増加領域に通気棒を設定された通気棒装入深度まで装入するステップと、前記装入層の幅方向の層厚に基づいて装入深度設定部で前記通気棒装入深度を設定するステップとを備えたことを特徴としている。
本発明によれば、層厚検出部で、焼結機パレットの装入層表面の幅方向の層厚を連続的に検出し、検出した幅方向の層厚に基づいて通気制御部で平坦化時に圧密される要通気増加領域を抽出し、抽出した要通気増加領域に通気棒を装入深度設定部で設定された通気棒装入深度まで装入することにより、装入層厚に応じて圧密部での通気性を正確に確保して、歩留り、焼結時間及び生産率を向上させることができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す焼結機の概略構成図である。図中、1は焼結機であって、この焼結機1の給鉱部2には、焼結機パレット8の下段側から上段側へ折り返す左端位置に床敷きホッパー4及びその下流側に配設されたサージホッパー5を有する原料装入部としての焼結原料装入装置31が配設されている。この焼結原料装入装置31で、床敷きホッパー4から切り出された細粒の焼結鉱が焼結機パレット8のグレート上に敷き詰められて床敷層が形成され、この床敷層上にサージホッパー5から定量切り出しされた焼結原料が装入されて所定厚みの装入層(焼結ベッド)9が形成される。
図1は、本発明の一実施形態を示す焼結機の概略構成図である。図中、1は焼結機であって、この焼結機1の給鉱部2には、焼結機パレット8の下段側から上段側へ折り返す左端位置に床敷きホッパー4及びその下流側に配設されたサージホッパー5を有する原料装入部としての焼結原料装入装置31が配設されている。この焼結原料装入装置31で、床敷きホッパー4から切り出された細粒の焼結鉱が焼結機パレット8のグレート上に敷き詰められて床敷層が形成され、この床敷層上にサージホッパー5から定量切り出しされた焼結原料が装入されて所定厚みの装入層(焼結ベッド)9が形成される。
そして、焼結原料装入装置31の下流側には、装入層9の表層面の炭材に点火する点火炉11が装入層9の上面側に配置されている。さらに、装入層9の下面側の焼結パレット8の下側に空気を吸引するウインドボックス13が配置されている。
サージホッパー5は、図2及び図3に示すように、下端に幅方向に延長するロールフィーダ5aが配設され、このロールフィーダ5aの外周面に接して幅方向に延長して原料装入量を調整する主ゲート5bが配設され、この主ゲート5bの外側に幅方向に分割された複数のゲートで構成されるサブゲートとしての分割ゲート5cが配設され、この分割ゲート5cで焼結機パレット8の幅方向における原料層厚の調整が可能となる。この分割ゲート5cを通過した焼結原料は下側のドラムシュート5eにより原料の落下方向が切換えられ、粒度偏析が発生するようになっている。
サージホッパー5は、図2及び図3に示すように、下端に幅方向に延長するロールフィーダ5aが配設され、このロールフィーダ5aの外周面に接して幅方向に延長して原料装入量を調整する主ゲート5bが配設され、この主ゲート5bの外側に幅方向に分割された複数のゲートで構成されるサブゲートとしての分割ゲート5cが配設され、この分割ゲート5cで焼結機パレット8の幅方向における原料層厚の調整が可能となる。この分割ゲート5cを通過した焼結原料は下側のドラムシュート5eにより原料の落下方向が切換えられ、粒度偏析が発生するようになっている。
また、焼結原料装入装置31の下流側には、装入層9の上面を平坦化する幅方向に所要数例えば4台のカットオフゲート32a〜32dが配設されている。これらカットオフゲート32a〜32dのそれぞれは、図2及び図4に示すように、二等辺三角形の垂直面32eと、この垂直面32eの左右傾斜面に連接してサージホッパー5側に延長する2つの傾斜面32fとで三角錐状に形成されている。
そして、カットオフゲート32a〜32dによって、装入層9の層厚の高い位置の焼結原料が傾斜面32fによって両脇に振り分けられる。このとき、図4に示すように、二つの傾斜面32fが接する稜線位置に焼結原料溜まり32gが形成される。この焼結原料溜まり32gのサージホッパー5側の前端側に圧密寄与部32hが形成される。この圧密寄与部32hの荷重によってその下面側の装入層9が押し込まれて圧密され、これによってカットオフゲート32a〜32dの下面側に圧密領域32iが形成され、この圧密領域32iが焼結機パレット8の移動に伴って下流側に展開される。
すなわち、焼結原料装入装置31によって焼結原料が焼結機パレット8上に装入されたカットオフゲート32a〜32dを通過する前の装入層9が図5(a)に示す幅方向の層厚形状であるものとする。この図5(a)では、カットオフゲート32a〜32dによって平坦化されたときの操業層厚を例えば580mmに設定したときに、操業層厚を超えているオーバー層厚領域Ao1〜Ao4が形成されているとともに、操業層厚よりも低いアンダー層厚領域Au1〜Au5が形成されている。
この図5(a)の層厚形状を有する装入層9をカットオフゲート32a〜32dによって平坦化すると、図5(b)に示すように、オーバー層厚領域Ao1〜Ao4が要通気増加領域としての厚密領域Ac1〜Ac4となり、アンダー層厚領域Au1〜Au5が軽装入領域Al1〜Al5となる。
このように、装入層9の幅方向に圧密領域Ac1〜Ac4と軽装入領域Al1〜Al5が形成されると、圧密領域Ac1〜Ac4では、通気抵抗が大きくなり、軽装入領域Al1〜Al5では通気抵抗が小さくなる。上述したように、装入層9の炭材に点火炉11で点火し、且つウインドボックス16で装入層9の下方から吸引することにより、最適な温度範囲に所定時間保持される溶融・燃焼帯を形成し、この溶融・燃焼帯が焼結機パレット8の移動に伴って順次下降する際に、通気抵抗が大きい圧密領域Ac1〜Ac4では、溶融・燃焼帯の降下速度が、通気抵抗が小さい軽装入領域Al1〜Al5に比較して遅くなる。
このように、装入層9の幅方向に圧密領域Ac1〜Ac4と軽装入領域Al1〜Al5が形成されると、圧密領域Ac1〜Ac4では、通気抵抗が大きくなり、軽装入領域Al1〜Al5では通気抵抗が小さくなる。上述したように、装入層9の炭材に点火炉11で点火し、且つウインドボックス16で装入層9の下方から吸引することにより、最適な温度範囲に所定時間保持される溶融・燃焼帯を形成し、この溶融・燃焼帯が焼結機パレット8の移動に伴って順次下降する際に、通気抵抗が大きい圧密領域Ac1〜Ac4では、溶融・燃焼帯の降下速度が、通気抵抗が小さい軽装入領域Al1〜Al5に比較して遅くなる。
この圧密領域Ac1〜Ac4の存在による焼結挙動の影響を図6に示すように、焼結鍋試験によって確認した。すなわち、透明石英製窓付き竪型管状の試験鍋(150mmφ×400mmH)を使用し、出願人会社の焼結工場で使用しているのと同じ焼結原料、即ち、表1に示す焼結原料を使って、下方吸引圧力11.8kPa一定の条件で焼結鍋試験を行った例である。
この図6に示す焼結鍋試験では、図7(a)に示すように、試験鍋に均一に焼結原料を装入し、装入密度差が生じない理想的な均一装入状態(No.1)と、図7(b)に示すように、操業層厚に対して過剰装入を想定し、右半分を30mm分過剰に装入した後、半月型の板で圧密した右側圧密状態(No.2)と、図7(c)に示すように、図7(b)の圧密領域に、通気棒を模擬し、幅10mm、奥行き180mm、長さ200mmの板により空間を作成した圧密・通気棒挿通状態(No.3)との3つの状態について点火10分後の燃焼帯形状を撮影する焼結試験を行った。
この図6の試験結果では、均一装入状態のNo.1では、燃焼帯が略水平であり、均一に焼結されている。このときの歩留りは73.3%、焼結時間は15.8分、生産率は1.51t/hr・m2であった。
この図6の試験結果では、均一装入状態のNo.1では、燃焼帯が略水平であり、均一に焼結されている。このときの歩留りは73.3%、焼結時間は15.8分、生産率は1.51t/hr・m2であった。
また、右側圧密状態のNo.2では、圧密した右側で燃焼帯の降下が遅れている。このときの歩留りは68.5%、焼結時間は17.7分、生産率は1.32t/hr・m2であり、均一装入状態に比較して歩留り、焼結時間が悪化し、生産率が大幅に低下している。このため、圧密領域の存在によって、装入層9のムラ焼け状態が発生し、焼結鉱の歩留り、焼結時間及び生産率に影響を与えることになる。
さらに、右側圧密・通気棒挿入状態のNo.3では、通気棒の挿入に相当する空隙を設けることで、燃焼帯の降下遅れが緩和している。このときの、歩留りは70.5%、焼結時間は14.5分、生産率は1.56t/hr・m2であり、No.1の均一装入状態に比較して、歩留りが低下するが、焼結時間の改善により、生産率は向上した。
さらに、右側圧密・通気棒挿入状態のNo.3では、通気棒の挿入に相当する空隙を設けることで、燃焼帯の降下遅れが緩和している。このときの、歩留りは70.5%、焼結時間は14.5分、生産率は1.56t/hr・m2であり、No.1の均一装入状態に比較して、歩留りが低下するが、焼結時間の改善により、生産率は向上した。
すなわち、装入層9の圧密の影響をX線CT装置を使用して解析すると、図8(a)は圧密されていない状態の装入層9のX線CT画像であり、図8(b)は装入層9の上面全面を圧密量即ち圧密長さだけ圧密した後のX線CT画像である。ここで、図8(a)に白点で示す上面からの距離が20mm、45mm、80mm及び105mmの各点についての圧密長さと移動距離との関係を測定した結果を図8(c)に示す。
この図8(c)から明らかなように、圧密長さが短い場合には、装入層9の上面からの距離が遠いほど移動距離が小さくなり、上面からの距離が105mmの位置では圧密長さが10mmであるときの変化量が1mm未満となっている。この上面からの距離が105mmの位置でも圧密長さが20mmを超えて長くなるとこれに応じて移動距離も長くなる。
この図8(c)から明らかなように、圧密長さが短い場合には、装入層9の上面からの距離が遠いほど移動距離が小さくなり、上面からの距離が105mmの位置では圧密長さが10mmであるときの変化量が1mm未満となっている。この上面からの距離が105mmの位置でも圧密長さが20mmを超えて長くなるとこれに応じて移動距離も長くなる。
また、X線CT装置を使用して焼結挙動評価を行った結果を、図9に示す。ここで、圧密無しの状態では、図9(a)に示すように、未焼結領域が左右の逆三角形で表すように、差程広い面積とはならないが、前述した図7(b)に示す右側を20mmの圧密長さで圧密した右側圧密状態では、図9(b)に示すように、圧密部全体が未焼結領域となる。
また、装入層9の上面の全てを例えば10mmの圧密長さで圧密した全面圧密状態では、図9(c)に示すように、左側の長方形領域と右側の逆三角形領域とで比較広い未焼結領域が形成される。
また、装入層9の上面の全てを例えば10mmの圧密長さで圧密した全面圧密状態では、図9(c)に示すように、左側の長方形領域と右側の逆三角形領域とで比較広い未焼結領域が形成される。
これに対して、全面圧密状態で通気棒を装入深度20mm、50mm及び80mmとして装入した場合には、図9(d)〜(f)に示すように、装入深度が増加するに応じて逆三角形領域の未焼結領域が減少する。
すなわち、装入層9の片側を圧密した場合には、圧密側では表面の粉コークスに着火せず、未焼となるため気孔成長が不十分となる。このことは、圧密無し状態と、右側圧密状態とで点火後時間と気孔幅との関係を測定すると、図10に示すようになる。この図10から明らかなように、圧密無し状態では、特性線L0で示すように、点火後5分経過してから気孔幅が急激に上昇し、点火後12分経過した当たりから気孔幅が2.2mm前後で一定となり、気孔幅の増加量が+0.91mmとなる。しかしながら、右側圧密状態では、特性線L1で示すように、点火時の気孔幅が圧密無し状態の場合に比較して小さいとともに、気孔幅が点火後の経過時間に応じて緩やかに上昇することになり、気孔幅の増加量が+0.31と小さくなって気孔成長が不十分となっている。
すなわち、装入層9の片側を圧密した場合には、圧密側では表面の粉コークスに着火せず、未焼となるため気孔成長が不十分となる。このことは、圧密無し状態と、右側圧密状態とで点火後時間と気孔幅との関係を測定すると、図10に示すようになる。この図10から明らかなように、圧密無し状態では、特性線L0で示すように、点火後5分経過してから気孔幅が急激に上昇し、点火後12分経過した当たりから気孔幅が2.2mm前後で一定となり、気孔幅の増加量が+0.91mmとなる。しかしながら、右側圧密状態では、特性線L1で示すように、点火時の気孔幅が圧密無し状態の場合に比較して小さいとともに、気孔幅が点火後の経過時間に応じて緩やかに上昇することになり、気孔幅の増加量が+0.31と小さくなって気孔成長が不十分となっている。
これに対して、全面圧密状態では、点火後の経過時間と気孔幅との関係は、図11に示すようになる。すなわち、圧密無し状態では、特性線L10で示すように、上述したように点火後の経過時間が5分を過ぎてから急激に気孔幅の増加量が増えるが、全面圧密状態では、特性線L11に示すように、点火後の経過時間が10分近くから緩やかに気孔幅が増加することになり、気孔幅の成長が抑制されて焼結の進行が阻害される。
しかしながら、全面圧密状態で、通気棒を装入することにより、特性線L12〜L14で示すように、装入深度の増加に応じて気孔幅が増加する点火後の経過時間が短くなるとともに、気孔幅の増加量が大きくなり、通気棒の装入深度が80mmである場合には、圧密無し状態を超えて気孔幅の増加開始時間が速くなるとともに、気孔幅の増加量も大きくなる。このため、全面圧密状態において、通気棒を装入することで、焼結後の気孔幅が拡大し、気孔幅の成長が完了するまでの時間が短縮される。
また、焼結時間と気孔幅との関係は、図12に示すように、圧密無し状態では、点P0で示すように、焼結時間が14.9minであり、且つ気孔幅が2.12程度となっているが、全面圧密状態では、点P1で示すように、焼結時間が21.8minまで長くなるとともに、気孔幅が1.7程度に低下する。
しかしながら、全面圧密状態で通気棒を装入することにより、通気棒の装入深度が深くなるに応じて点P2から点P4まで焼結時間が短くなって圧密無し状態に近づくとともに、気孔幅が圧密無し状態を超えて増加する。
しかしながら、全面圧密状態で通気棒を装入することにより、通気棒の装入深度が深くなるに応じて点P2から点P4まで焼結時間が短くなって圧密無し状態に近づくとともに、気孔幅が圧密無し状態を超えて増加する。
したがって、圧密無し状態に対して圧密長さ10mmの全面圧密状態とした場合、気孔幅の成長が抑制され、焼結の進行が阻害されることになるが、全面圧密状態で、通気棒の装入深度の増加とともに、焼結後の気孔幅が拡大し、焼結時間が短縮される。
なお、右側圧密状態では、点P5で示すように、焼結時間は短いが気孔幅が極端に小さい値となる。
なお、右側圧密状態では、点P5で示すように、焼結時間は短いが気孔幅が極端に小さい値となる。
そして、焼結ケーキで塊状化した部分の粒径をX線CT装置を使用して画像解説した結果を図13に示す。この図13では、固体部分の粒径割合を塊率として算出しており、粒径が+3mmφ、+4mmφ及び+5mmφのそれぞれについて、圧密無し状態、圧密長さ10mmの全面圧密状態、全面圧密状態における通気棒の装入深度20mm、50mm及び80mmにおける塊率を表している。この図13から明らかなように、圧密無し状態に対して圧密長さ10mmの全面圧密状態では塊状化が大幅に停止するが、全面圧密状態で通気棒を装入した場合に、通気棒の装入深度が深くなるにつれて塊率が大きくなり、圧密無し状態に近づくことが確認された。
したがって、圧密対策には通気棒の装入が有効であることが実証された。
したがって、圧密対策には通気棒の装入が有効であることが実証された。
このため、図2に示すように、カットオフゲート32a〜32dの上流側に幅方向に所定間隔を保って昇降可能な通気棒33a〜33jを配設し、これら通気棒33a〜33jfを図14に示すように、個別の昇降駆動装置34a〜34jによって昇降駆動し、各昇降駆動装置34a〜34jが昇降制御装置35によって昇降制御される。
ここで、通気棒33a〜33jの具体的構成は、図15に示すように、装入層9の幅方向に対して、左右両側位置でそれぞれ所定間隔を保って2本ずつ配置され、中央寄りでは所定間隔を保って3本ずつ2組配置されている。各通気棒33a〜33jは、図16に示すように、カットオフゲート32a〜32dの上流側に近接して配置されている。
ここで、通気棒33a〜33jの具体的構成は、図15に示すように、装入層9の幅方向に対して、左右両側位置でそれぞれ所定間隔を保って2本ずつ配置され、中央寄りでは所定間隔を保って3本ずつ2組配置されている。各通気棒33a〜33jは、図16に示すように、カットオフゲート32a〜32dの上流側に近接して配置されている。
また、各通気棒33a〜33jは、図16に示すように、ガイド部材37によって案内されて装入層9内に装入される装入部38と、この装入部38の上端に連結されたねじ軸39とで構成されている。そして、ねじ軸39に昇降駆動装置34a〜34jを構成する軸方向の移動が規制され且つ回転可能に支持されたナット40aが螺合され、このナット40aが例えばウォームギヤ機構40bを介して電動モータ40cに連結され、電動モータ40cを正逆転駆動することにより、ナット40aが正逆回転されてねじ軸39が昇降される。
ところで、焼結原料装入装置31によって形成される装入層9の幅方向の層厚形状は、常に一定形状にあるものではなく、図17に示すように、時々刻々変化する。例えば、ある時点を0分としたときに、細線図示の実線で表される層厚形状を有するが、60分後には太線図示の実線で表される層厚形状となり、さらに120分後には点線で表される層厚形状に変化する。つまり、焼結機パレット8上に形成された装入層9の幅方向の層厚は時間の経過ともに変化し、層厚が増加する部分と層厚が低下する部分が混在している。
このため、圧密領域Ac1〜Ac4を抽出するには、装入層9の幅方向の焼結原料層厚を連続的に検出し、操業層厚を超えるオーバー層厚領域Ao1〜Ao4を正確に検出する必要がある。
このため、圧密領域Ac1〜Ac4を抽出するには、装入層9の幅方向の焼結原料層厚を連続的に検出し、操業層厚を超えるオーバー層厚領域Ao1〜Ao4を正確に検出する必要がある。
この装入層9の幅方向の焼結原料層厚を連続的に検出するために、サージホッパー5のドラムシュート5eと通気棒33a〜33jとの間に原料装入層9の表面の層厚を検出する層厚検出部40が配設されている。この層厚検出部40は、焼結機パレット8上に形成された原料装入層9の表面を焼結機パレット8の搬送方向と直交する幅方向に走査して幅方向全域の層厚を測定する。この層厚の連続的な測定には、速い応答速度と高い測定精度が特徴であるレーザーにより距離を測定するレーザー距離計41a〜41eを適用することができる。
例えば超音波距離計などを用いた距離測定方法では、測定エリアが数100mmにまで広がるのに対して、レーザー距離計では、その優れた集束性から測定個所を数mmのスポットに限定できるため、位置を特定して測定することができる。このレーザー距離計を焼結機パレット幅方向に走査して層厚を測定することで、各々の位置で正確に測定した層厚のプロフィールを作成することが可能となる。
層厚を幅方向に走査する方法としてはいくつかの方法がある、先ず、1台のレーザー距離計で距離計の直下の層厚を測定しながら、距離計自体を全幅区間で移動させて、幅方向の全位置の層厚を測定する方法である。しかし、1台のレーザー距離計を幅方向で移動させるには、数10秒程度の移動時間を要し、その間に焼結機パレット8が機長方向に大きく移動するため、幅方向の測定ながら機長方向に測定部がずれることも考慮しなくてはならない。また、全幅方向に長く移動することを繰り返すため、機械的にも駆動装置の負担が大きく、耐久性を要する。
このため、幅方向にいくつかに区間を分割して、複数台の距離計を移動させることも可能である。しかし、装置が大掛かりとなり、設置に広いスペースが必要となるため、焼結機の装入部の既存設備状況によっては設置が困難になる場合がある。
このため、幅方向にいくつかに区間を分割して、複数台の距離計を移動させることも可能である。しかし、装置が大掛かりとなり、設置に広いスペースが必要となるため、焼結機の装入部の既存設備状況によっては設置が困難になる場合がある。
そこで、本発明では、特に、レーザー距離計を固定点で首振り式に走査する方法を検討した。首振り式とは、固定位置に設置したレーザー距離計を幅方向断面内で回動させて、レーザー光の投射位置をかえながら、線上に走査する方式である。以下、この方式のレーザー距離計を首振り式レーザー距離計と記載する。この首振り式レーザー距離計は、固定位置で回動するだけであるため、装置駆動系への負荷が小さく耐久的に非常に有利となる。さらに、幅方向の区間を分割して複数のレーザー距離計を同調させて、固定点で首振り式に走査することも可能である。1つのレーザー距離計で首振りさせる場合、焼結機パレット8の全幅を走査させるには、レーザー距離計を焼結機上方の高い位置に設置することが必要となる。その理由は、低い位置からレーザー光を投射すると、装入原料の形成する斜面の角度により、レーザー光の当たらない影の部分を生じ、測定不能となる箇所が生じるためである。
この原理を、図18を用いて説明する。図18(a)はレーザー距離計41で低い位置からレーザー光を投射する状況である。焼結原料42の安息角は最大50°程度であるため、この場合は、黒く示す位置が測定不可能領域43となる。測定不可能領域43をなくすためには、それ以上の俯角(例えば60°以上の俯角)の範囲で測定する必要があり、そのためには、図18(b)に示すように、レーザー距離計41の設置位置は高い位置が必要となる。特にサイドウォール部は原料が高角の斜面を作る機会が多いので、レーザー光の俯角を大きくとるために、レーザー距離計41をサイドウォールの直上に近い位置に配置するのが好ましい。
設備の都合上、このような高い位置への設置が困難な場合、焼結機パレット8の幅方向区間を分割して、複数台のレーザー距離計41で首振り式に走査するのであれば、設置位置をより低めることが可能である。焼結原料面からのレーザー距離計41の高さは、レーザー光の俯角を大きく取り、且つレーザー距離計41の測定レンジの制限に応じて0.8〜4.5m、望むらくは0.8〜2mに設置することが望ましい。複数台で走査する場合は、レーザー距離計41の回動動作を同調させ、短時間で全て幅方向区間を一度に走査することにより、走査時間中の焼結機パレット進行距離を極短い距離にすることができ、実質的にパレット進行によるズレを無視することができる。1回の走査に要する時間は短い方が良く、現実的には10秒以下が望ましい。
レーザー距離計41による距離測定では、投射光に対し、検出する反射光の侵入角度変化から距離を測定するので、レーザー距離計を原料表面に近い低位置に設置すると、侵入角度変化を大きく検出するから、距離微小変化による角度変化を検出しやすくなり、距離措定の精度向上効果も得られる。
このため、図19に示すように、焼結機パレット8の装入層9の上方位置に幅方向に延長して架構45を配設し、この架構45の前後面の一方例えば後面に回動機構としてのレーザーヘッド46a〜46eにレーザー距離計41a〜41eを装着し、レーザーヘッド46a〜46eを距離計制御装置47で所定の角度範囲で同期して回動させる。
このため、図19に示すように、焼結機パレット8の装入層9の上方位置に幅方向に延長して架構45を配設し、この架構45の前後面の一方例えば後面に回動機構としてのレーザーヘッド46a〜46eにレーザー距離計41a〜41eを装着し、レーザーヘッド46a〜46eを距離計制御装置47で所定の角度範囲で同期して回動させる。
この所定角度範囲は、隣接するレーザー距離計41j(j=a〜d)及び41j+1でそれらの中間位置の装入層9上でオーバーラップするように選定されている。このように、複数のレーザー距離計41a〜41eを首振り式に回動させると、レーザー距離計41a〜41eが固定位置で回動するだけであるため、装置駆動系への負荷が小さく耐久性的に非常に有利となる。
さらに、複数のレーザー距離計41a〜41eを同期回動させて首振り式に走査することにより1回の走査で、装入層9の幅方向の全域の層厚を測定することが可能となる。この場合、隣接するレーザー距離計41a〜41eでは、例えば回動開始位置の角度を回動範囲の一方側の最大角度に全て揃えることにより、隣接する一方のレーザー距離計から出射されたレーザー光が隣接する他方のレーザー距離計に入射されることを確実に阻止することが好ましい。
このレーザー距離計41a〜41eを使用する場合には、その高い収束性から測定個所を数mmのスポットに限定できるため、位置を特定して測定することができる。このレーザー距離計41a〜41eを焼結機パレット8の幅方向に走査して装入層9の層厚を測定することで、幅方向の各々の位置で正確に測定した層厚のプロフィールを作成することが可能となる。
このレーザー距離計41a〜41eを使用する場合には、その高い収束性から測定個所を数mmのスポットに限定できるため、位置を特定して測定することができる。このレーザー距離計41a〜41eを焼結機パレット8の幅方向に走査して装入層9の層厚を測定することで、幅方向の各々の位置で正確に測定した層厚のプロフィールを作成することが可能となる。
このように、複数のレーザー距離計41a〜41eで首振り式に走査する場合には、装入層9の上面からの高さは、レーザー光の俯角を大きく取り、且つ距離計の測定レンジの制限に応じて0.8〜4.5m、望むらくは0.8〜2mに設置することが望ましい。
また、複数台で走査する場合は、レーザー距離計の回動動作を同調させ、短時間で全ての区間を一度に走査することにより、走査時間中のパレット進行距離を極短い距離にすることができ、実質的にパレット進行によるズレを無視することができる。1回の走査に要する時間は短い方が良く、現実的には10秒以下が望ましい。
また、複数台で走査する場合は、レーザー距離計の回動動作を同調させ、短時間で全ての区間を一度に走査することにより、走査時間中のパレット進行距離を極短い距離にすることができ、実質的にパレット進行によるズレを無視することができる。1回の走査に要する時間は短い方が良く、現実的には10秒以下が望ましい。
ここで、レーザー距離計41a〜41eで検出した計測した距離La〜Leと、そのときのレーザーヘッド46a〜46eの回動中心を通る垂線に対する回動角θa〜θeとが前述した距離計制御装置47に供給されて、この距離計制御装置47で下記(1)式及び(2)式の演算を行って幅方向の計測位置Wj(j=1〜6)及び原料装厚Hjを算出する。
Wj=WBj+Lj*sinθj …………(1)
Hj=HL−Lj*cosθj …………(2)
ここで、WBjは各レーザー距離計41jの回動中心点の幅方向の基準点となる一端から距離、Ljは各レーザー距離計41jで計測した計測距離、θjは各レーザーヘッド46jの回動中心を通る垂線に対する仰角であって前記基準点側を負値、基準点とは反対側を正値とする。また、HLはレーザー距離計41a〜41eの計測原点すなわちレーザーヘッド46a〜46eの回動中心の焼結機パレット8の上面からの高さである。
Wj=WBj+Lj*sinθj …………(1)
Hj=HL−Lj*cosθj …………(2)
ここで、WBjは各レーザー距離計41jの回動中心点の幅方向の基準点となる一端から距離、Ljは各レーザー距離計41jで計測した計測距離、θjは各レーザーヘッド46jの回動中心を通る垂線に対する仰角であって前記基準点側を負値、基準点とは反対側を正値とする。また、HLはレーザー距離計41a〜41eの計測原点すなわちレーザーヘッド46a〜46eの回動中心の焼結機パレット8の上面からの高さである。
そして、距離計制御装置47では、算出された計測位置Wj及び原料層厚Hjを対として記憶部に記憶して、幅方向の層厚のプロフィールを作成する。このとき、隣接するレーザー距離計41a〜41eでオーバーラップしている装入層9の表面位置については、計測した幅方向位置と前回の幅方向位置との変化が少ない方の幅方向位置Wj及び原料層厚Hjを選択する。
すなわち、図20に示すように、レーザー距離計41j及び41j+1の中間位置にレーザー距離計41j側で急峻な傾斜面を有し、反対側のレーザー距離計41j+1側で比較的緩やかな傾斜面の突出部48が存在する場合には、レーザー距離計41jでは、突出部48の頂部を含む全ての距離を計測可能であるが、レーザー距離計41j+1では突出部48の頂部を超えた部分については急峻な傾斜面をとらえることができず、遠くの平坦部の距離を測定することになり、幅方向位置Wj+1(n)及び原料層厚Hj+1(n)に大きな誤差を生じ、前回の幅方向位置Wj+1(n-1)に対する変化量ΔWが急増する。このため、幅方向位置の変化量ΔWが少ないレーザー距離計41jの計測値による幅方向位置Wj(n)及び原料層厚Hj(n)が選択される。
このようにして、装入層9の幅方向における層厚Hjの幅方向プロフィールが所定時間(例えば10分)毎に測定され、測定された層厚Hjの幅方向プロフィールが距離計制御装置47内に設けられた記憶部47aに順次記憶される。この記憶部47aに記憶された層厚Hjの幅方向プロフィールが前述した昇降制御装置35に送出され、この昇降制御装置35で、図21に示す通気棒昇降制御処理が実行される。
この通気棒昇降制御処理は、距離計制御装置47の記憶部47aに層厚の幅方向プロフィールが記憶され、記憶された層厚の幅方向プロフィールが入力される毎に所定のメインプログラムに対する割込処理として実行される。先ず、ステップS1で、記憶部47aから入力された原料層厚Hjの幅方向プロフィールを読込み、次いでステップS2に移行して、原料層厚Hjの幅方向のプロフィールから操業層厚Hoを超えている幅が所定幅以上となる要通気増加領域となるオーバー層厚領域Aon(n=1,2……)が存在するか否かを判定する。
このステップS2の判定結果が、オーバー層厚領域Aonが存在しない場合には、ステップS3に移行して、通気棒33a〜33jの底面が操業層厚Hoに対して所定距離だけ離間した待機位置とする昇降指令値を昇降駆動装置34a〜34jに出力してから通気棒昇降制御処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
また、前記ステップS2の判定結果が、オーバー層厚領域Aonが存在する場合には、ステップS4に移行して、オーバー層厚領域Aonを抽出し、抽出したオーバー層厚領域Aonの幅方向の座標と最大層厚Hmaxnとを昇降制御装置35に内蔵する記憶部35aに記憶してからステップS5に移行する。
また、前記ステップS2の判定結果が、オーバー層厚領域Aonが存在する場合には、ステップS4に移行して、オーバー層厚領域Aonを抽出し、抽出したオーバー層厚領域Aonの幅方向の座標と最大層厚Hmaxnとを昇降制御装置35に内蔵する記憶部35aに記憶してからステップS5に移行する。
このステップS5では、記憶部35aに記憶された各オーバー層厚領域Aonの幅方向座標に基づいて対向する通気棒33k(k=a〜j)を選択してからステップS6に移行して、選択された通気棒33kに対する装入深度Dkを、次式に基づいて算出する。
Dk=0.0070Hk2+1.30Hk+ΔD …………(3)
ここで、Hkは、図22に示すように、通気棒33kを装入する位置の最大層厚Hmaxからカットオフゲート32a〜32dの底辺の位置Hcを減算した原料装入の過剰分であり、ΔDは焼結原料の性質に応じて設定される変動量である。この変動量ΔDは焼結原料の厚密性に応じて設定されるものであり、基準となる焼結原料の厚密度に対して厚密度が大きい場合には正の変動量ΔDが設定され、基準となる焼結原料の厚密度に対して厚密度が小さい場合には負の変動量が設定される。
Dk=0.0070Hk2+1.30Hk+ΔD …………(3)
ここで、Hkは、図22に示すように、通気棒33kを装入する位置の最大層厚Hmaxからカットオフゲート32a〜32dの底辺の位置Hcを減算した原料装入の過剰分であり、ΔDは焼結原料の性質に応じて設定される変動量である。この変動量ΔDは焼結原料の厚密性に応じて設定されるものであり、基準となる焼結原料の厚密度に対して厚密度が大きい場合には正の変動量ΔDが設定され、基準となる焼結原料の厚密度に対して厚密度が小さい場合には負の変動量が設定される。
次いで、ステップS7に移行して、選択された通気棒33kの昇降駆動装置34kに対して算出された装入深度Dkを昇降指令値として出力するとともに、選択されていない通気棒33に対して待機位置とする昇降指令値として出力してから通気棒昇降制御処理を終了してメインプログラムに復帰する。
このように、図21に示す通気棒昇降制御処理を実行することにより、圧密領域Acnに対して通気棒33kを設定された装入深度Dkで挿入することができる。これにより、圧密領域Acnの通気性を確保して、焼結操業時の歩留り、焼結時間及び生産率を向上することができる。
このように、図21に示す通気棒昇降制御処理を実行することにより、圧密領域Acnに対して通気棒33kを設定された装入深度Dkで挿入することができる。これにより、圧密領域Acnの通気性を確保して、焼結操業時の歩留り、焼結時間及び生産率を向上することができる。
すなわち、焼結原料装入装置31で焼結原料を装入して装入層9が形成され、焼結原料装入装置31の下流側に配設された層厚検出部40の各レーザー距離計41a〜41eによって装入層9の幅方向層厚のプロフィールが計測される。
この状態で、距離計制御装置47の記憶部47aに装入層9の幅方向層厚のプロフィールが記憶されて、この幅方向層厚のプロフィールが昇降制御装置35に送出されると、昇降制御装置35では、幅方向層厚のプロフィールが入力されることにより、前述した図21の通気棒昇降制御処理が実行開始される。
この状態で、距離計制御装置47の記憶部47aに装入層9の幅方向層厚のプロフィールが記憶されて、この幅方向層厚のプロフィールが昇降制御装置35に送出されると、昇降制御装置35では、幅方向層厚のプロフィールが入力されることにより、前述した図21の通気棒昇降制御処理が実行開始される。
このため、幅方向層厚のプロフィールが読込まれ(ステップS1)、次いで、読込まれた幅方向層厚のプロフィールに基づいて操業層厚Hoを超えるオーバー層厚領域Aonが存在するか否かを判定し(ステップS2)、オーバー層厚領域Aonが存在しないときには、各通気棒33a〜33jの昇降駆動装置34a〜34jに対して待機位置とする昇降指令値を出力する(ステップS3)。このため、各昇降駆動装置34a〜34jが各通気棒33a〜33jを、その底面を装入層9の操業層厚Hoから上方に所定距離だけ離間させた待機位置に待機させる。
ところが、層厚検出部40のレーザー距離計41a〜41eで計測した装入層9の幅方向層厚のプロフィールが、図2で模式的に示すように、操業層厚Hoを超えるオーバー層厚領域Ao11及びAo12が形成されているものとする。この場合には、層厚の幅方向プロフィールが昇降制御装置35に入力されて、図21の通気棒昇降制御処理が実行されると、ステップS2からステップS4に移行して、オーバー層厚領域Ao11〜Ao12を抽出し、抽出されたオーバー層厚領域Ao11及びAo12の幅方向の座標位置と最大層厚Hmax11及びHmax12とを記憶部35aに記憶する。
次いで、記憶されたオーバー層厚領域Ao11及びAo12の幅方向の座標位置に基づいて圧密領域に対向する対応する通気棒33c及び33iを選択する(ステップS5)。そして、オーバー層厚領域Ao11及びAo12の最大層厚Hmax11及びHmax12に基づいて前記(1)式の演算を行って、通気棒33c及び33iの装入深度D11及びD12を算出する(ステップS6)。
そして、昇降駆動装置34c及び34iに対して、装入深度D11及びD12を表す昇降指令値を出力するとともに、残りの昇降駆動装置34a,34b、34d〜34h、34jに対して待機位置となる昇降指令値を出力する(ステップS7)。これにより、昇降駆動装置34c及び34iで通気棒33c及び33iを要通気増加領域としての圧密領域に下降させて、図2に示すように、通気棒33c及び33iが昇降指令値である装入深度D11及びD12に達するまで下降させる。このため、通気棒33c及び33iの下流側に通気溝36c及び36iが形成される。
したがって、通気溝36c及び36iによって圧密領域の通気抵抗を減少させることができ、溶融・燃焼帯の下降速度の低下を緩和することができ、焼結操業の歩留り、焼結時間及び生産率を向上させることができる。
したがって、通気溝36c及び36iによって圧密領域の通気抵抗を減少させることができ、溶融・燃焼帯の下降速度の低下を緩和することができ、焼結操業の歩留り、焼結時間及び生産率を向上させることができる。
図23は、焼結機における原料圧密領域への通気棒挿入の効果を示すものであり、装入層9に形成された圧密領域における通気棒挿入の有無と焼結鉱強度を表すタンブラー強度との関係を示している。通気棒を挿入していない状態の3/1〜3/16ではタンブラー強度73.2〜75%の範囲と低い状態を維持するが、圧密領域へ通気棒を例えば挿入深さ100mmで挿入した状態の3/17〜3/25ではタンブラー強度が76.3〜77.3%の範囲と高い状態を維持している。同様に、3/26〜4/5の間で圧密領域に通気棒を挿入しない状態とすることにより、タンブラー強度が低下し、4/6〜4/19の間で再度圧密領域に通気棒を挿入する状態とすることにより、タンブラー強度が一時的に74.8程度に低下することはあってもタンブラー強度が高い状態に維持される。その後、圧密領域への通気棒の挿入をしない状態とするとタンブラー強度が低下している。
この図23から明らかなように、要通気増加領域としての原料圧密領域を正確に検出し、検出した原料圧密領域に通気棒33a〜33jのうちの対応する位置の通気棒33kを挿入することにより、焼結鉱強度も向上させることができる。
この図23から明らかなように、要通気増加領域としての原料圧密領域を正確に検出し、検出した原料圧密領域に通気棒33a〜33jのうちの対応する位置の通気棒33kを挿入することにより、焼結鉱強度も向上させることができる。
また、装入層9の装入厚が均一となる理想的な装入状態では、図24(a)に示すように、燃焼ガスの流れが装入層9の幅方向において均一になるが、現状では、図24(b)に示すように、装入層の幅方向において、装入厚が不均一となって、カットオフゲート32a〜32dによる圧密部xが形成されることになり、この圧密部xの下側に供給される燃焼ガスが少ないため、粉コークスの燃焼不足による熱不足で歩留りが低下する。
しかしながら、本発明では、圧密部xに通気棒33k(k=a〜j)を装入し、且つ装入深度Dkを装入層9の層厚に基づいて設定するので、図24(c)に示すように、厚密部xに通気スリットyを形成することができ、圧密部xの下側に供給する燃焼ガス量を増加させて、粉コークスの燃焼不足を解消して歩留りを向上させることができる。
なお、上記第1の実施形態においては、通気制御部を通気棒33a〜33j、昇降駆動装置34a〜34j及び昇降制御装置35で構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、通気棒及び昇降駆動装置の数は多ければ多いほど要通気増加領域に対して正確に通気棒を挿入することができる意味で好ましく、焼結機の焼結原料装入時の層厚変動に応じて任意数組の通気棒及び昇降駆動装置を配設することができる。
なお、上記第1の実施形態においては、通気制御部を通気棒33a〜33j、昇降駆動装置34a〜34j及び昇降制御装置35で構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、通気棒及び昇降駆動装置の数は多ければ多いほど要通気増加領域に対して正確に通気棒を挿入することができる意味で好ましく、焼結機の焼結原料装入時の層厚変動に応じて任意数組の通気棒及び昇降駆動装置を配設することができる。
次に、本発明の第2の実施形態を図25及び図26について説明する。
この第2の実施形態では、少ない通気棒数で圧密領域の通気を確保するようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態においては、図25及び図26に示すように、装入層9の幅方向を中央部で2分割し、2つの分割領域に夫々通気棒33m及び33nを昇降駆動装置34m及び34nによって昇降可能に保持し、各昇降駆動装置34m及び34nを装入層9上に水平に橋架した架構51に配設した例えば案内レールに案内されたスライダを有する直動機構で構成される水平移動機構52a及び52bによって幅方向に移動可能に配設し、昇降駆動装置34m及び34nと水平移動機構52a及び52bとが昇降制御装置35によって駆動制御されることを除いては前述した第1の実施形態の図2及び図14と同様の構成を有し、図2及び図14との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
この第2の実施形態では、少ない通気棒数で圧密領域の通気を確保するようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態においては、図25及び図26に示すように、装入層9の幅方向を中央部で2分割し、2つの分割領域に夫々通気棒33m及び33nを昇降駆動装置34m及び34nによって昇降可能に保持し、各昇降駆動装置34m及び34nを装入層9上に水平に橋架した架構51に配設した例えば案内レールに案内されたスライダを有する直動機構で構成される水平移動機構52a及び52bによって幅方向に移動可能に配設し、昇降駆動装置34m及び34nと水平移動機構52a及び52bとが昇降制御装置35によって駆動制御されることを除いては前述した第1の実施形態の図2及び図14と同様の構成を有し、図2及び図14との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
この第2の実施形態においては、昇降制御装置35で、前述した図21の通気棒昇降制御処理に代えて、図27に示す通気棒昇降制御処理を実行する。この通気棒昇降制御処理は、前述した図21の通気棒昇降制御処理における前記ステップS4の処理が、オーバー層厚領域Aonを抽出し、抽出したオーバー層厚領域Aonの最大層厚Hmaxnとこの最大層厚Hmaxnの幅方向位置座標Wnとを昇降制御装置35に内蔵する記憶部35aに記憶してからステップS5に移行するステップS14と、オーバー層厚領域Aonの最大層厚Hmaxnのうち層厚の大きい上位2つのオーバー層厚領域Aoh1及びAoh2を要通気増加領域として選択するステップ15とに変更されている。また、前記ステップS6及びステップS7間に、前記ステップS15で選択された要通気増加領域としてのオーバー層厚領域Aoh1及びAoh2の最大層厚Hmaxh1及びHmaxh2に対応する幅方向座標Woh1及びWoh2を水平移動指令値として対応する水平移動機構52a及び52bに出力するステップS16と、水平移動機構52a及び52bの水平移動が完了したか否かを判定し、水平移動が完了していないときに完了するまで待機し、水平移動が完了したときに前記ステップS7に移行するステップS17とが介挿されている。
この第2の実施形態によると、架構51に配設された水平移動機構52a及び52bに昇降駆動装置34m及び34nが固定されているので、通気棒33m及び33nが幅方向に自由に移動可能となっている。
この第2の実施形態によると、架構51に配設された水平移動機構52a及び52bに昇降駆動装置34m及び34nが固定されているので、通気棒33m及び33nが幅方向に自由に移動可能となっている。
このため、図25に示すように、前述した第1の実施形態における図2と同様に、焼結原料装入装置31によって、2つのオーバー層厚領域Ao11及びAo12が形成されている場合について説明する。この場合には、オーバー層厚領域Ao11及びAo12の2つであるので、ステップS14で、オーバー層厚領域Ao11及びAo12の最大層厚Hmax11及びHmax12とこれら最大層厚Hmax11及びHmax12の幅方向座標Wo11及びWo12が記憶部35aに記憶されるとともに、ステップS15でこれら記憶されたオーバー層厚領域のうちの最大層厚Hmaxが大きい上位2つが選択される。この場合には、オーバー層厚領域がAo11及びAo12の2つであるので両オーバー層厚領域Ao11及びAo12が要通気増加領域として選択される。
そして、要通気増加領域として選択されたオーバー層厚領域Ao11及びAo12について最大層厚Hmax11及びHmax12に基づいて前記(1)式に従って装入深度D11及びD12が算出され、次いで水平移動機構52a及び52bに対して幅方向座標W11及びW12が移動指令値として出力される。これによって、水平移動機構52a及び52bがオーバー層厚領域Ao11及びAo12の最大層厚Hmax11及びHmax12の幅方向座標位置すなわちカットオフゲート32a及び32dによって焼結原料が圧密される圧密領域の中心位置に昇降駆動装置34m及び34nが移動される。
そして、水平移動機構52a及び52bの水平移動が完了すると、昇降駆動装置34m及び34nに対して装入深度D11及びD12で表される昇降指令値が出力されることにより、昇降駆動装置34m及び34nで通気棒33m及び33nが圧密領域内に装入深度D11及びD12に達するまで挿入される。これによって、要通気増加領域となる圧密領域に通気棒33m及び33nが挿入され、これら通気棒33m及び33nの下流側に通気溝36m及び36nが形成され、前述した第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、この第2の実施形態によると、2つの通気棒33m及び33nと、これらを昇降させる昇降駆動装置34m及び34nと、これら昇降駆動装置34m及び34nを幅方向に移動させる水平移動機構52a及び52gとを設けるだけで良いので、通気制御部の構成を簡略化することができるとともに、オーバー層厚領域の最大層厚Hmax位置に正確に通気棒33m及び33nを挿入することができ、圧密領域の圧密が最大となる位置に通気溝を形成して良好な通気を確保することができる。
なお、上記第2の実施形態においては、2組の通気棒33m及び33n、昇降駆動装置34m及び34n並びに水平移動機構52a及び52bで構成される通気制御部を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、通気制御部を3組以上の通気棒、昇降駆動装置及び水平移動機構で構成することもできる。
また、上記第1及び第2の実施形態においては、レーザー距離計41a〜41eを首振り式で構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、複数のレーザー距離計を幅方向に移動させる移動機構に固定保持して、各レーザー距離計を同期して移動させるようにしてもよく、要は装入層9の幅方向の層厚を連続的に測定できればよいものである。
また、上記第1及び第2の実施形態においては、レーザー距離計41a〜41eを首振り式で構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、複数のレーザー距離計を幅方向に移動させる移動機構に固定保持して、各レーザー距離計を同期して移動させるようにしてもよく、要は装入層9の幅方向の層厚を連続的に測定できればよいものである。
さらに、上記第1及び第2の実施形態においては、レーザー距離計41a〜41eとカットオフゲート32a〜32dとの間に通気棒33a〜33j及び33m,33nを配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、通気棒33a〜33j及び33m,33nをカットオフゲート32a〜32dの下流側に配置するようにしても、上記第1及び第2の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
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。
1…焼結機、2…給鉱部、4…床敷ホッパー、5…サージホッパー、8…燒結機パレット、9…装入層、11…点火炉、13…ウインドボックス、14…ホッパー、15,16…ドラムミキサー、31…焼結原料装入装置、32a〜32d…カットオフゲート、33a〜33j、33m,33n…通気棒、34a〜34j、34m,34n…昇降駆動装置、35…昇降制御装置、35a…記憶部、40…層厚検出部、41a〜41e…レーザー距離計、46a〜46e…レーザーヘッド、47…距離計制御装置、47a…記憶部、52a,52b…水平移動機構
Claims (7)
- 焼結機パレット上に装入された焼結原料を焼結して焼結鉱を製造するドワイトロイド式の焼結機であって、
前記焼結機パレット上に焼結原料を装入する原料装入部と、
該原料装入部で前記焼結機パレット上部に装入された原料装入層表面の当該焼結機パレットの搬送方向と直交する幅方向の層厚を連続的に検出する層厚検出部と、
該層厚検出部で検出した装入層の幅方向の層厚に基づいて平坦化時に圧密される要通気増加領域を抽出し、抽出した要通気増加領域に通気棒を設定された通気棒装入深度まで装入する通気制御部と、
前記層厚検出部で検出した装入層の幅方向の層厚に基づいて前記通気棒装入深度を設定する装入深度設定部と
を備えたことを特徴とする焼結機。 - 前記層厚検出部は、前記焼結機パレット上部の所定の高さ位置に配設された回動機構と、該回動機構に回動可能に支持されたレーザー距離計とを有し、前記レーザー距離計を前記回動機構で回動させて前記原料装入層の表面を走査することで、当該原料装入層の層厚を前記焼結機パレットの幅方向に連続的に測定することを特徴とする請求項1に記載の焼結機。
- 前記層厚検出部は、前記焼結機パレット上部の所定の高さ位置に当該焼結機パレットの幅方向に移動する移動機構と、該移動機構に装着されたレーザー距離計とを有し、前記レーザー距離計を前記移動機構で移動させて前記原料装入層の表面を走査することで、当該原料装入層の層厚を前記焼結機パレットの幅方向に連続的に測定することを特徴とする請求項1に記載の焼結機。
- 前記レーザー距離計は、前記焼結機パレットの幅方向に所定間隔で配置された複数のレーザー距離計で構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の焼結機。
- 前記通気制御部は、前記原料装入層の幅方向に複数の上下移動可能な通気棒を配設し、前記要通気増加領域に対して対向する通気棒を前記装入深度制御部で設定された前記通気棒装入深度まで装入するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の焼結機。
- 前記装入深度設定部は、カットオフゲートの底面位置と前記原料装入層の表面までの過剰分をHとし、焼結原料の性質に応じた変動量をΔDとしたとき、通気棒装入深度Dを、
D=0.0070H2+1.30H+ΔD
で表される演算式で算出して設定することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の焼結機。 - 焼結機パレット上に装入された焼結原料を焼結して焼結鉱を製造するドワイトロイド式焼結機の操業方法であって、
前記焼結機パレット上部に焼結原料を原料装入部で装入するステップと、
前記焼結機パレット上部の装入層表面の当該焼結機パレットの搬送方向と直交する幅方向の層厚を層厚検出部で連続的に検出するステップと、
検出した装入層の幅方向の層厚に基づいて通気制御部で平坦化時に圧密される要通気増加領域を抽出し、抽出した要通気増加領域に通気棒を設定された通気棒装入深度まで装入するステップと、
前記装入層の幅方向の層厚に基づいて装入深度設定部で前記通気棒装入深度を設定するステップと
を備えたことを特徴とする焼結機の操業方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010192783A JP2012046813A (ja) | 2010-08-30 | 2010-08-30 | 焼結機及び焼結機の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010192783A JP2012046813A (ja) | 2010-08-30 | 2010-08-30 | 焼結機及び焼結機の操業方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012046813A true JP2012046813A (ja) | 2012-03-08 |
Family
ID=45901988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010192783A Pending JP2012046813A (ja) | 2010-08-30 | 2010-08-30 | 焼結機及び焼結機の操業方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012046813A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102997670A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-03-27 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种烧结点火炉的控制方法及装置 |
CN103940236A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-23 | 首钢总公司 | 一种链篦机机速控制系统 |
KR20190070655A (ko) * | 2017-12-13 | 2019-06-21 | 주식회사 포스코 | 소결기 장입선 높이 제어 장치 및 방법 |
CN114988049A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-09-02 | 山东钢铁集团永锋临港有限公司 | 一种用于球团产线的摆头式布料皮带机的稳料控制方法 |
TWI823628B (zh) * | 2022-10-17 | 2023-11-21 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 燒結機的控制方法 |
-
2010
- 2010-08-30 JP JP2010192783A patent/JP2012046813A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102997670A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-03-27 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种烧结点火炉的控制方法及装置 |
CN103940236A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-23 | 首钢总公司 | 一种链篦机机速控制系统 |
CN103940236B (zh) * | 2014-04-04 | 2015-09-30 | 首钢总公司 | 一种链篦机机速控制系统 |
KR20190070655A (ko) * | 2017-12-13 | 2019-06-21 | 주식회사 포스코 | 소결기 장입선 높이 제어 장치 및 방법 |
KR102031432B1 (ko) | 2017-12-13 | 2019-10-11 | 주식회사 포스코 | 소결기 장입선 높이 제어 장치 및 방법 |
CN114988049A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-09-02 | 山东钢铁集团永锋临港有限公司 | 一种用于球团产线的摆头式布料皮带机的稳料控制方法 |
CN114988049B (zh) * | 2022-07-04 | 2023-06-23 | 山东钢铁集团永锋临港有限公司 | 一种用于球团产线的摆头式布料皮带机的稳料控制方法 |
TWI823628B (zh) * | 2022-10-17 | 2023-11-21 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 燒結機的控制方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012046813A (ja) | 焼結機及び焼結機の操業方法 | |
CN107032095B (zh) | 一种螺栓自动上料装置 | |
CN104531924B (zh) | 一种高炉炉料分布实时预报系统及方法 | |
JP5458780B2 (ja) | 焼結機及び焼結機の操業方法 | |
JP5521468B2 (ja) | 焼結原料装入状態検知装置、これを用いた焼結機及び焼結鉱の製造方法 | |
WO2012164889A1 (ja) | 高炉の原料装入装置およびそれを用いた原料装入方法 | |
CN103320151A (zh) | 一种试验用焦炉捣固机及其均密度控制方法 | |
JP2010286158A (ja) | 焼結原料の装入状態測定装置および焼結鉱の製造方法 | |
JPH09184022A (ja) | 焼結鉱の製造方法および装置 | |
AU2013291375B2 (en) | Method for producing sintered ore | |
KR101090874B1 (ko) | 상부광 장입밀도 제어장치 | |
CN104819643A (zh) | 一种钒氮合金球隧道窖自动加料装置及其应用 | |
KR20190030479A (ko) | 싸이클로이드 장입장치용 리프팅 및 각도조절장치 | |
CN108548419B (zh) | 烧结机平料机构和烧结机平料方法 | |
JP2009030853A (ja) | ドワイトロイド式焼結機の床敷き鉱装入装置および焼結鉱の製造方法 | |
JP2022182574A (ja) | 焼結鉱の製造方法 | |
KR102010932B1 (ko) | 소결광 제조 장치 및 방법 | |
JP4355619B2 (ja) | 焼結鉱の製造方法 | |
KR101841960B1 (ko) | 소결광 제조장치 및 이를 이용한 소결광 제조방법 | |
CN201779986U (zh) | 一种可控制铺底料的布料形态的装置 | |
JPH0249377B2 (ja) | ||
KR101027279B1 (ko) | 소결공정에 있어서의 상부광 레벨 제어 장치 | |
CN219972404U (zh) | 一种铁矿石预还原烧结装置 | |
CN217358112U (zh) | 一种烧结环冷机下料量检测装置 | |
KR102031432B1 (ko) | 소결기 장입선 높이 제어 장치 및 방법 |