JP2012255189A - Reforming apparatus for carbon material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＮＯｘの発生を抑制可能にする炭材の改質処理設備に関する。 The present invention relates to a carbonaceous material reforming treatment facility that can suppress generation of NOx.
焼結鉱の製造においては、燃料として使用する炭材の燃焼により、排ガス中に窒素酸化物（ＮＯｘ）が発生する。このＮＯｘの低減は、大気汚染の改善において重要な課題である。
ＮＯｘを低減する手段としては、例えば、特許文献１に、ＣａＯ含有量が５〜５０質量％であるＣａＯ−ＦｅｘＯ系複合酸化物を主成分とする触媒によるＮＯｘの除去技術が開示されている。
しかし、上記したＣａＯ−ＦｅｘＯ系複合酸化物は、石灰系原料と鉄鉱石を溶融成形して製造されるため、通常の焼結で副原料として使用される石灰系原料に比べて高価だった。
In the production of sintered ore, nitrogen oxides (NOx) are generated in the exhaust gas due to combustion of carbonaceous materials used as fuel. This reduction of NOx is an important issue in improving air pollution.
As a means for reducing NOx, for example, Patent Document 1 discloses a technique for removing NOx using a catalyst mainly composed of a CaO—FexO-based composite oxide having a CaO content of 5 to 50 mass%.
However, since the CaO-FexO-based composite oxide described above is manufactured by melt-molding a lime-based material and iron ore, it is more expensive than a lime-based material used as an auxiliary material in normal sintering.
そこで、上記のような高価な酸化物を用いることなく、通常の焼結副原料として用いられる石灰系原料を使用し、この石灰系原料とコークスを混合し造粒してコークスの表面を石灰系原料で覆い、炭材燃焼時のＮＯｘを低減させることが検討されている。
ここで、石灰系原料とコークスを造粒する方法としては、例えば、特許文献２に記載の技術が開示されている。具体的には、粒径０．３ｍｍ以下の含有量が５０質量％以上のコークスに、生石灰と消石灰の１種又は２種（以下、単に石灰という）を配合し、その後、造粒し養生する方法である。なお、配合する石灰の平均粒度は０．５〜３ｍｍである。
Therefore, without using an expensive oxide as described above, a lime-based raw material used as a normal sintering auxiliary material is used, and the lime-based raw material and coke are mixed and granulated to form a lime-based surface of the coke. Covering with raw materials to reduce NOx during combustion of carbonaceous materials has been studied.
Here, as a method of granulating the lime-based raw material and coke, for example, a technique described in Patent Document 2 is disclosed. Specifically, one or two types of quick lime and slaked lime (hereinafter simply referred to as lime) are blended with coke having a particle size of 0.3 mm or less and 50% by mass or more, and then granulated and cured. Is the method. In addition, the average particle size of the lime to mix | blend is 0.5-3 mm.
しかしながら、特許文献２に記載の技術は、コークスの粒径が石灰の粒径よりも小さいことから、これを造粒すると、石灰の周囲にコークスが付着することになる。このため、コークスが低温領域で燃焼してしまい、ＮＯｘが多量に発生してＮＯｘの低減が図れない。 However, in the technique described in Patent Document 2, since the particle size of coke is smaller than the particle size of lime, when this is granulated, coke adheres around the lime. For this reason, coke burns in a low temperature region, a large amount of NOx is generated, and NOx cannot be reduced.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、低温領域でのＮＯｘの発生を経済的に抑制可能な炭材の改質処理設備を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a carbonaceous material reforming treatment facility that can economically suppress the generation of NOx in a low temperature region.
上記の課題を解決するためになされた本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）焼結原料に用いる炭材の表面に、カルシウム成分を３６質量％以上含有する被覆物を、前記炭材に対する質量％で２質量％以上３０質量％未満の割合で被覆した表面被覆炭材を製造し、該表面被覆炭材と焼結配合原料を混合機で混合して前記焼結原料にするための炭材の改質処理設備であって、
前記カルシウム成分を含有する固形分の濃度が１０質量％以上５０質量％未満の石灰スラリーと、前記炭材とを撹拌し、該石灰スラリー中の固形分で前記炭材の表面を被覆する撹拌機を有することを特徴とする炭材の改質処理設備。
The gist of the present invention made to solve the above problems is as follows.
(1) Surface-coated carbon obtained by coating the surface of a carbon material used as a sintering raw material with a coating containing 36% by mass or more of a calcium component at a rate of 2% by mass to less than 30% by mass with respect to the carbon material. A carbonaceous material reforming treatment facility for producing the material, mixing the surface-coated carbonaceous material and the sintered blending raw material with a mixer to form the sintered raw material,
The stirrer which stirs the lime slurry having a solid content concentration of 10% by mass or more and less than 50% by mass and the carbon material, and coats the surface of the carbon material with the solid content in the lime slurry. A carbonaceous material reforming treatment facility characterized by comprising:
（２）前記石灰スラリー中の固形分には、水酸化カルシウムが５０質量％以上含まれていることを特徴とする（１）記載の炭材の改質処理設備。 (2) The carbonaceous material reforming treatment facility according to (1), wherein the solid content in the lime slurry contains 50% by mass or more of calcium hydroxide.
（３）前記撹拌機内に、前記炭材の表面に前記石灰スラリーを噴霧する噴霧器を、該撹拌機の長手方向に１又は複数設けたことを特徴とする（１）又は（２）記載の炭材の改質処理設備。 (3) The charcoal according to (1) or (2), wherein one or more sprayers are provided in the stirrer in the longitudinal direction of the stirrer to spray the lime slurry on the surface of the charcoal material. Material modification processing equipment.
（４）前記石灰スラリー中の固形分には、製鋼スラグ微粉及び炭酸カルシウムのいずれか一方又は双方が含まれていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の炭材の改質処理設備。 (4) The carbon material according to any one of (1) to (3), wherein the solid content in the lime slurry includes one or both of steel slag fine powder and calcium carbonate. Reforming treatment equipment.
（５）前記撹拌機の上流側に、前記石灰スラリーの原料と水とを混合し撹拌して該石灰スラリーを製造するためのスラリー化槽を設けたことを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の炭材の改質処理設備。 (5) A slurrying tank for producing the lime slurry by mixing and stirring the raw material of the lime slurry and water is provided on the upstream side of the stirrer (1) to (4) The carbonaceous material reforming treatment facility according to any one of the above.
（６）前記表面被覆炭材の含有水分量が９．５質量％以上１９質量％未満となるように、ａ）前記撹拌機内に供給する前記石灰スラリー量、及びｂ）前記石灰スラリー中の固形分の濃度のいずれか一方又は双方を調整することを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の炭材の改質処理設備。 (6) a) the amount of the lime slurry supplied into the stirrer, and b) the solid in the lime slurry so that the water content of the surface-coated carbon material is 9.5 mass% or more and less than 19 mass%. One or both of the density | concentrations of a minute are adjusted, The reforming equipment of the carbonaceous material in any one of (1)-(5) characterized by the above-mentioned.
（７）前記混合機の上流側に、製造した前記表面被覆炭材を貯留可能な貯留槽を設けたことを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の炭材の改質処理設備。 (7) The carbonaceous material reforming according to any one of (1) to (6), wherein a storage tank capable of storing the produced surface-coated carbonaceous material is provided on the upstream side of the mixer. Processing equipment.
本発明に係る炭材の改質処理設備は、固形分の濃度が所定量の石灰スラリーと炭材とを撹拌し、石灰スラリー中の固形分で炭材の表面を被覆する撹拌機を有するので、炭材の表面への被覆物の被覆効率を向上できる。これは、石灰スラリーを使用するため、石灰スラリー中に含まれる固形分中のカルシウム成分、例えば１０μｍ未満の微細な水酸化カルシウムの結晶が、撹拌操作によって固形物を炭材の表面に効果的に、かつ、満遍なく付着させる作用をもつことによる。
従って、ＮＯｘの発生を経済的に抑制できる。
The carbonaceous material reforming treatment facility according to the present invention has a stirrer that stirs a predetermined amount of lime slurry and carbonaceous material with a solid content and coats the surface of the carbonaceous material with the solid content in the lime slurry. The coating efficiency of the coating on the surface of the carbonaceous material can be improved. This is because a lime slurry is used, so the calcium component in the solid content contained in the lime slurry, for example, fine calcium hydroxide crystals of less than 10 μm, is effectively applied to the surface of the carbonaceous material by stirring operation. In addition, it has the effect of adhering evenly.
Therefore, NOx generation can be suppressed economically.
ここで、石灰スラリー中の固形分に水酸化カルシウムが５０質量％以上含まれている場合、炭材の表面への固形分の付着強度を向上することが可能となり、炭材の表面を覆った固形物が搬送途中で剥がれ落ちることを抑制できるので好ましい。 Here, when the calcium hydroxide is contained in the solid content in the lime slurry in an amount of 50% by mass or more, it is possible to improve the adhesion strength of the solid content on the surface of the carbonaceous material, and the surface of the carbonaceous material is covered. Since it can suppress that a solid substance peels off in the middle of conveyance, it is preferable.
また、撹拌機内に、炭材の表面に石灰スラリーを噴霧する噴霧器を、撹拌機の長手方向に１又は複数設けた場合、簡単な構成で、撹拌中の炭材の表面に満遍なく石灰スラリーを噴霧でき、その結果、炭材の表面に均等に被覆物を被覆できる。 In addition, when one or more sprayers that spray lime slurry on the surface of the carbonaceous material are provided in the stirrer in the longitudinal direction of the stirrer, the lime slurry is sprayed evenly on the surface of the carbonaceous material being stirred with a simple configuration. As a result, the surface of the carbon material can be evenly coated.
更に、製鋼スラグ微粉や炭酸カルシウムには、ＮＯｘ抑制に有効なカルシウム成分が多く含まれているため、この製鋼スラグや炭酸カルシウムを表面被覆炭材の製造に利用する場合、焼結時に発生する排ガス中のＮＯｘを経済的に低減できると共に、資源の有効利用も図れる。 Furthermore, since the steelmaking slag fine powder and calcium carbonate contain a large amount of calcium components effective for NOx suppression, when this steelmaking slag or calcium carbonate is used for the production of surface-coated carbon materials, exhaust gas generated during sintering NOx in the inside can be reduced economically and resources can be effectively used.
また、撹拌機の上流側に、石灰スラリーの原料と水とを混合し撹拌して石灰スラリーを製造するスラリー化槽を設けた場合、簡単な構成で、しかも容易に、石灰スラリーを製造することができ、例えば、製鋼スラグ微粉や炭酸カルシウム等の配合調整も容易に行うことができるので好ましい。 Moreover, when the slurrying tank which mixes and stirs the raw material and water of a lime slurry and manufactures a lime slurry in the upstream of a stirrer is provided, it can manufacture a lime slurry easily by a simple structure. For example, blending adjustment of steelmaking slag fine powder, calcium carbonate and the like can be easily performed, which is preferable.
そして、表面被覆炭材の含有水分量が９．５質量％以上１９質量％未満となるように、撹拌機への石灰スラリーの供給量、及び／又は、石灰スラリーの固形分濃度を調整する場合、炭材の表面への最適厚みの被覆物の被覆効率を向上できる。このように、表面被覆炭材の含有水分量を調整するのは、撹拌機で、石灰スラリー中の水酸化カルシウムの結晶が、炭材の表面に選択的に付着し易く、炭材の表面への被覆物の付着強度を向上できることによる。 And when adjusting the supply amount of the lime slurry to a stirrer and / or the solid content density | concentration of a lime slurry so that the moisture content of a surface covering carbon material may be 9.5 mass% or more and less than 19 mass% The coating efficiency of the coating with the optimum thickness on the surface of the carbonaceous material can be improved. Thus, the moisture content of the surface-coated carbon material is adjusted by a stirrer, and the calcium hydroxide crystals in the lime slurry are likely to adhere selectively to the surface of the carbon material, to the surface of the carbon material. This is because the adhesion strength of the coating can be improved.
更に、混合機の上流側に、製造した表面被覆炭材を貯留可能な貯留槽を設けた場合、表面被覆炭材を混合機へ供給する前で、表面被覆炭材を一時的に貯留できる。これにより、例えば、表面被覆炭材を製造する撹拌機の操業を停止しなければならない状態が発生しても、貯留槽に貯留された表面被覆炭材を、混合機へ安定供給できる。 Furthermore, when the storage tank which can store the manufactured surface covering carbon material is provided in the upstream of the mixer, the surface coating carbon material can be temporarily stored before supplying the surface coating carbon material to the mixer. Thereby, even if the state which must stop operation | movement of the stirrer which manufactures a surface coating carbon material generate | occur | produces, for example, the surface coating carbon material stored by the storage tank can be stably supplied to a mixer.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
まず、本発明の炭材の改質処理設備に想到した経緯について説明する。
焼結で生成（発生）するＮＯｘは、炭材中の窒素が酸化したものであり、図１に示されるように、１０００℃以下では、燃焼温度が低下するほど生成量が多くなることが確認されている。この図１の縦軸のＮＯｘ転換率は、式（１）により算出したものである。
｛ＮＯｘ転換率（ｍｏｌ％）｝
＝１００×｛ＮＯｘ発生量（ｍｏｌ）｝／｛炭材中の窒素量（ｍｏｌ）｝ ・・・（１）
従って、ＮＯｘ生成を抑制するためには、炭材を極力、高温燃焼させることが重要である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
First, the background that has been conceived of the carbonaceous material reforming equipment of the present invention will be described.
NOx generated (generated) by sintering is obtained by oxidation of nitrogen in the carbonaceous material, and as shown in FIG. 1, it is confirmed that the generated amount increases as the combustion temperature decreases at 1000 ° C. or lower. Has been. The NOx conversion rate on the vertical axis in FIG. 1 is calculated by the equation (1).
{NOx conversion rate (mol%)}
= 100 × {NOx generation amount (mol)} / {Nitrogen amount in carbonaceous material (mol)} (1)
Therefore, in order to suppress NOx production, it is important to burn the carbonaceous material as high as possible.
前記した特許文献１には、ＣａＯ含有量が５〜５０質量％のＣａＯ−ＦｅｘＯ系複合酸化物を表面に被覆した炭材を用いて、ＣａＯ−ＦｅｘＯ系複合酸化物の触媒作用により、炭材の燃焼時に生成するＮＯｘを還元又は分解し除去することが開示されている。このＣａＯ含有量を５０質量％以下に制限したＣａＯ−ＦｅｘＯ系複合酸化物は融点が低く、１２００℃以上の高温域で溶融するため、これを炭材の表面に被覆することで、ある程度のＮＯｘ低減効果は期待される。
しかしながら、ＣａＯ−ＦｅｘＯ系複合酸化物は、石灰系原料と鉄鉱石を溶融成形して製造されるため、通常の焼結で副原料として使用される石灰系原料に比べて高価である。
In the above-mentioned Patent Document 1, a carbon material having a surface coated with a CaO-FexO-based composite oxide having a CaO content of 5 to 50% by mass is obtained by the catalytic action of the CaO-FexO-based composite oxide. NOx produced during combustion is reduced or decomposed and removed. Since the CaO-FexO-based composite oxide whose CaO content is limited to 50% by mass or less has a low melting point and melts in a high temperature range of 1200 ° C. or higher, a certain amount of NOx can be obtained by coating the surface of the carbon material. A reduction effect is expected.
However, the CaO-FexO-based composite oxide is manufactured by melt-molding a lime-based raw material and iron ore, and is therefore more expensive than a lime-based raw material used as an auxiliary material in normal sintering.
そこで、本発明者らは、上記した高価な酸化物を用いることなく、通常の焼結副原料として用いられる石灰系原料を炭材の表面の被覆物（被覆材）として用いることにより、炭材燃焼時のＮＯｘ低減を可能とした。
図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る炭材の改質処理設備（以下、単に改質処理設備ともいう）１０は、焼結原料に用いる炭材（例えば、粉コークス）の表面に、カルシウム成分を３６質量％以上含有する被覆物を、炭材に対する質量％で２質量％以上３０質量％未満の割合で被覆した表面被覆炭材を製造し、この表面被覆炭材と焼結配合原料を混合機１１で混合して焼結原料にするための設備であり、石灰スラリーを利用して、被覆物を炭材の表面に被覆する撹拌機１２を有している。以下、詳しく説明する。
Therefore, the present inventors use a lime-based raw material, which is used as a normal sintering auxiliary material, as a covering (coating material) on the surface of a carbon material without using the above-described expensive oxide. NOx reduction during combustion is possible.
As shown in FIG. 2, a carbonaceous material reforming treatment facility (hereinafter also simply referred to as a reforming processing facility) 10 according to an embodiment of the present invention is a carbonaceous material (for example, powder coke) used as a sintering raw material. A surface-coated carbon material in which a coating containing 36% by mass or more of a calcium component is coated on the surface of the material at a ratio of 2% by mass to less than 30% by mass with respect to the carbon material is manufactured. This is a facility for mixing the sintered blending raw material with the mixer 11 to obtain a sintered raw material, and has a stirrer 12 that coats the surface of the carbonaceous material using a lime slurry. This will be described in detail below.
撹拌機１２は、石灰スラリーと炭材とを撹拌して、石灰スラリー中の固形分（水酸化カルシウム：Ｃａ（ＯＨ）２）を含む被覆物を炭材の表面に被覆する装置である。
この撹拌機１２は、石灰スラリーと炭材を均一に撹拌し混合できるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ドラムミキサーやピンミキサー、あるいはダウミキサーやレディゲミキサー等を使用できる。
なお、撹拌機１２は、石灰スラリーを撹拌機１２内へ供給する構成となっているが、特に、図２に示すように、撹拌機１２内の上方に、石灰スラリーを下方へ噴霧する噴霧器１３を、撹拌機１２の長手方向（炭材の搬送方向）に沿って２以上の複数（１つでもよい）設けることが好ましい。この噴霧器１３には、例えば、長手方向に渡って多数の噴霧孔（ノズル）が設けられた配管を使用できる。
これにより、撹拌機１２内に炭材を装入し、更に撹拌機１２内の上方から石灰スラリーを噴霧して撹拌することで、石灰スラリー中の固形分を炭材の表面に効果的に被覆して、被覆物を形成できる。
The stirrer 12 is a device that stirs the lime slurry and the carbonaceous material and coats the surface of the carbonaceous material with a coating containing a solid content (calcium hydroxide: Ca (OH) 2 ) in the lime slurry.
The stirrer 12 is not particularly limited as long as the lime slurry and the carbonaceous material can be uniformly stirred and mixed. For example, a drum mixer, a pin mixer, a Dow mixer, a Redige mixer, or the like can be used. .
The stirrer 12 is configured to supply the lime slurry into the stirrer 12. In particular, as shown in FIG. 2, the sprayer 13 that sprays the lime slurry downward in the stirrer 12. It is preferable that two or more (or one) may be provided along the longitudinal direction of the stirrer 12 (the conveying direction of the carbonaceous material). For the sprayer 13, for example, a pipe provided with a large number of spray holes (nozzles) in the longitudinal direction can be used.
Thus, the carbonaceous material is charged into the stirrer 12, and further, the lime slurry is sprayed and stirred from above in the stirrer 12, thereby effectively covering the surface of the carbonaceous material with the solid content in the lime slurry. Thus, a coating can be formed.
上記した撹拌機１２の上流側には、石灰スラリーの原料（特に、生石灰（ＣａＯ）及び消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）のいずれか一方又は双方）と水とを混合し、これを撹拌することにより、石灰スラリーを製造するスラリー化槽１４が配置されている。
このスラリー化槽１４は、石灰スラリーの原料と水とを混合し撹拌可能な構成であれば、特に限定されるものではなく、例えば、大容量の貯留用タンク内に、回転可能な撹拌翼が設けられた構成の槽を使用できる。
これにより、均質な濃度の石灰スラリーを製造し、更に、それを維持することが可能となり、石灰スラリーを安定して撹拌機１２内に供給することができる。
On the upstream side of the agitator 12 described above, a raw material of lime slurry (in particular, one or both of quick lime (CaO) and slaked lime (Ca (OH) 2 )) and water are mixed and stirred. Thus, a slurrying tank 14 for producing a lime slurry is disposed.
The slurrying tank 14 is not particularly limited as long as the raw material of lime slurry and water can be mixed and stirred. For example, a rotatable stirring blade is provided in a large-capacity storage tank. The tank of the provided structure can be used.
As a result, a lime slurry having a uniform concentration can be produced and maintained, and the lime slurry can be stably supplied into the agitator 12.
なお、スラリー化槽１４は、石灰スラリーを製造するものであるため、市販品又は予め製造した石灰スラリーを撹拌機１２に直接供給するものであれば、スラリー化槽１３を設置しなくてもよい。この場合、例えば、図３に示す炭材の改質処理設備１０ａのように、撹拌機１２の上流側に、石灰スラリーと製鋼スラグ（及び／又は炭酸カルシウム）を混合し撹拌する撹拌槽１５を配置し、この撹拌槽１５で製造したスラリーを、噴霧器１３を介して撹拌機１２内に噴霧する。
また、図４に示す炭材の改質処理設備１０ｂのように、撹拌機１２の上流側に、粉コークスを撹拌機１２内に供給するコンベア（搬送手段）１６を設け、このコンベア１６で搬送中の粉コークスに、撹拌槽１５で製造したスラリーを、噴霧器を介して上方から散布してもよい。
In addition, since the slurrying tank 14 is a thing which manufactures a lime slurry, if it supplies a commercial item or the lime slurry manufactured beforehand beforehand to the stirrer 12, it does not need to install the slurrying tank 13. . In this case, for example, as in the carbonaceous material reforming treatment facility 10a shown in FIG. 3, the stirring tank 15 for mixing and stirring the lime slurry and the steelmaking slag (and / or calcium carbonate) on the upstream side of the stirrer 12 is provided. The slurry prepared and stirred in the stirring tank 15 is sprayed into the stirrer 12 through the sprayer 13.
4, a conveyor (conveying means) 16 for supplying coke breeze into the agitator 12 is provided on the upstream side of the agitator 12 as in the carbonaceous material reforming treatment facility 10b shown in FIG. The slurry produced in the stirring tank 15 may be sprinkled from above on the powdered coke inside.
また、上記した撹拌機１２の下流側には、混合機１１が配置されている。
この混合機１１は、上記した表面被覆炭材の製造に用いられる原料の一部又は全部を除いた焼結鉱の配合原料（即ち、焼結配合原料）と、製造した表面被覆炭材とを混合し造粒する装置であり、例えば、ドラムミキサーやその他の混合機等を使用できる。なお、混合機１１には、撹拌機１２で製造した表面被覆炭材を混合機１１内部に装入するコンベア（装入装置）１７が、表面被覆炭材の装入位置が混合機１１内の下流側領域にくるように取り付けられ、表面被覆炭材を造粒途中の焼結配合原料に供給できる構成になっている。
一般の焼結機においては、焼結配合原料の混合度を高めるため、２つ以上の混合機を直列もしくは並列、あるいは直列と並列を組み合わせた構成に配置した例が多い。この場合、コンベア１７を最も下流側に位置する混合機に設置し、この混合機に表面被覆炭材を装入して混合処理を行う。
Further, the mixer 11 is disposed on the downstream side of the agitator 12 described above.
This mixer 11 includes a sintered ore blended raw material (that is, a sintered blended raw material) excluding a part or all of the raw material used for the production of the surface-coated carbon material, and the produced surface-coated carbon material. It is an apparatus for mixing and granulating, and for example, a drum mixer or other mixer can be used. The mixer 11 has a conveyor (charging device) 17 for charging the surface-coated carbon material produced by the stirrer 12 into the mixer 11, and the charging position of the surface-coated carbon material is within the mixer 11. It is attached so that it may come to a downstream area | region, and it has the structure which can supply surface covering carbon | charcoal material to the sintering mixing | blending raw material in the middle of granulation.
In general sintering machines, there are many examples in which two or more mixers are arranged in series or in parallel, or in a configuration in which series and parallel are combined in order to increase the degree of mixing of the sintered blending raw materials. In this case, the conveyor 17 is installed in a mixer located on the most downstream side, and the surface-coated carbon material is charged into the mixer to perform a mixing process.
ここで、上記した撹拌機１２と混合機１１（コンベア１７）の間には、造粒機（図示しない）を設けることもできる。この造粒機は、炭材への被覆物の付着強度を向上させる装置であり、例えば、パンペレタイザーやドラムミキサー等の転動造粒機を使用できる。
また、混合機１１の上流側、例えば、撹拌機１２と混合機１１（コンベア１７）の間に、貯留槽（図示しない）を設けることもできる。この貯留槽は、撹拌機１２、更には上記した造粒機で製造した表面被覆炭材を、一時的に貯留可能な槽である。なお、貯留槽は、撹拌機１２がトラブルで停止した際に、安定した成分の原料を焼結機へ供給するためのバッファーでもある。
Here, a granulator (not shown) can be provided between the agitator 12 and the mixer 11 (conveyor 17). This granulator is a device that improves the adhesion strength of the coating to the carbonaceous material, and for example, a rolling granulator such as a pan pelletizer or a drum mixer can be used.
In addition, a storage tank (not shown) can be provided on the upstream side of the mixer 11, for example, between the agitator 12 and the mixer 11 (conveyor 17). This storage tank is a tank capable of temporarily storing the surface-coated carbon material manufactured by the agitator 12 and further by the above-described granulator. The storage tank is also a buffer for supplying a raw material of a stable component to the sintering machine when the stirrer 12 stops due to a trouble.
続いて、上記した炭材の改質処理設備１０を用いた焼結鉱の製造方法（炭材の改質処理方法）について説明する。
本発明では、改質処理設備１０を用いて、焼結で使用する炭材の全部もしくは一部に、カルシウム成分を含有する被覆物を被覆する処理を行った後、混合機１１を用いて、表面被覆炭材と、それ以外の焼結配合原料とを混合する。そして、この混合原料を焼結機において焼成し、焼結鉱を製造する。
Next, a method for producing sintered ore using the above-described carbonaceous material reforming treatment facility 10 (carbonaceous material reforming method) will be described.
In this invention, after performing the process which coat | covers the coating | coated containing a calcium component to all or one part of the carbonaceous material used by sintering using the modification | reformation processing equipment 10, using the mixer 11, The surface-coated carbon material and other sintered blending raw materials are mixed. And this mixed raw material is baked in a sintering machine, and a sintered ore is manufactured.
表面被覆炭材は、以下に示す手順で製造する。
図２に示すように、貯留ホッパー１８から生石灰を、また貯留ホッパー１９から製鋼スラグ微粉（製鋼スラグの微粉）を、予め水分が供給されたスラリー化槽１４へそれぞれ供給した後、撹拌して石灰スラリーを製造する。
ここでは、石灰スラリーの原料として、生石灰と製鋼スラグ微粉を使用したが、これに限るものではなく、生石灰の代わりに消石灰、又は生石灰と消石灰の双方を使用することもでき、一方、製鋼スラグ微粉の代わりに炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、又は製鋼スラグ微粉と炭酸カルシウムの双方を使用することもできる。更に、製鋼スラグ微粉（及び／又は炭酸カルシウム）を使用することなく、生石灰（及び／又は消石灰）のみでもよい。
A surface covering carbon material is manufactured in the procedure shown below.
As shown in FIG. 2, quick lime is supplied from the storage hopper 18 and steel slag fine powder (steel slag fine powder) is supplied from the storage hopper 19 to the slurrying tank 14 to which moisture has been supplied in advance. A slurry is produced.
Here, quick lime and steelmaking slag fine powder were used as raw materials for the lime slurry, but the present invention is not limited to this, and slaked lime or both quicklime and slaked lime can be used instead of quick lime, while steelmaking slag fine powder. Instead of calcium carbonate (CaCO 3 ), both steelmaking slag fine powder and calcium carbonate can be used. Further, quick lime (and / or slaked lime) may be used without using steelmaking slag fine powder (and / or calcium carbonate).
ここで、前記したように、生石灰から石灰スラリーを製造するには、この生石灰を消化する必要があるが、生石灰の平均粒度が１０ｍｍ以上の場合、消化するために長時間（例えば、３０分間で消化率５０質量％未満）を要し、被覆に十分な量の水酸化カルシウム（粒度１０μｍ以下の水和物粒子）が得られないことがある。また、平均粒度が１０ｍｍ未満であっても、低純度の生石灰や硬焼生石灰などで活性度が２１０ミリリットル（以下、ｍＬとも記載する）未満の生石灰については、水和反応性が悪く、消化に長時間を要する。なお、活性度とは、４０±１（℃）の水中で、５０ｇの生石灰が１０分で４Ｎ−ＨＣｌを中和するのに消費する量である。
生石灰については、粒度が小さいほど、また、活性度が高いものほど、水和反応性が高く、短時間での消化が可能であることから、特に粒度の下限ならびに活性度の上限を規定するものではないが、工業的に入手できる生石灰の粒度の下限は０．１ｍｍ程度であり、活性度の上限についても４００ｍＬ程度である。
Here, as described above, in order to produce a lime slurry from quick lime, it is necessary to digest this quick lime, but when the average particle size of quick lime is 10 mm or more, it takes a long time to digest (for example, in 30 minutes). (Digestibility is less than 50% by mass), and a sufficient amount of calcium hydroxide (hydrate particles having a particle size of 10 μm or less) may not be obtained. Moreover, even if the average particle size is less than 10 mm, the hydration reactivity of low-purity quick lime, hard-burned quick lime, etc. and less than 210 milliliters (hereinafter also referred to as mL) is poor in hydration reactivity. It takes a long time. The activity is the amount consumed by 50 g quicklime to neutralize 4N-HCl in 10 minutes in 40 ± 1 (° C.) water.
For quicklime, the smaller the particle size and the higher the activity, the higher the hydration reactivity, and the shorter the digestion time, the lower the particle size and the upper limit of the activity. However, the lower limit of the particle size of commercially available quicklime is about 0.1 mm, and the upper limit of the activity is about 400 mL.
以上のことから、生石灰の平均粒度を１０ｍｍ未満とし、かつ活性度を２１０ｍＬ以上とすることが好ましいが、更には、平均粒度を５．０ｍｍ以下、活性度を３００ｍＬ以上とすることが好ましい（目標消化率：例えば、３０分間で５０質量％以上）。
なお、生石灰の純度は、高純度であることが好ましいが、例えば、８５質量％以上、好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは９３質量％以上とするのがよい。一方、上限は、上記した理由から１００質量％でもよい。
また、消石灰は、消化の必要がなく、平均粒度は特に限定されるものではないが、一般的に市販されているものは、ＪＩＳ−Ｒ９００１に規定されている特号消石灰（ＣａＯ：７２．５質量％以上）、１号消石灰（ＣａＯ：７０質量％以上）、２号消石灰（ＣａＯ：６５質量％以上）であり、いずれも６００μｍ以下の粒度であることから、これらをそのまま使用することが可能である。これらの消石灰は、水との親和性が高いため、水中では２０μｍ以下の微粒子に解離して分散し、均一な濃度のスラリーとなることが知られている。
From the above, it is preferable that the average particle size of quicklime is less than 10 mm and the activity is 210 mL or more, and it is more preferable that the average particle size is 5.0 mm or less and the activity is 300 mL or more (target) Digestibility: For example, 50% by mass or more in 30 minutes).
In addition, although the purity of quicklime is preferable high purity, it is good to set it as 85 mass% or more, for example, Preferably it is 90 mass% or more, More preferably, it is 93 mass% or more. On the other hand, the upper limit may be 100% by mass for the reason described above.
In addition, slaked lime does not need to be digested and the average particle size is not particularly limited, but what is generally marketed is a special slaked lime (CaO: 72.5) defined in JIS-R9001. No. 1 slaked lime (CaO: 70% by mass or more), No. 2 slaked lime (CaO: 65% by mass or more), both of which have a particle size of 600 μm or less, and can be used as they are. It is. Since these slaked limes have a high affinity with water, it is known that these slaked limes dissociate and disperse into fine particles of 20 μm or less in water to form a slurry having a uniform concentration.
そして、製鋼スラグ微粉とは、スラグ成分中のＳｉＯ２に対するＣａＯの質量％の比、即ち（ＣａＯ／ＳｉＯ２）の比が２．０以上（上限は、例えば、８．０程度）である製錬スラグ類を意味する。この製錬スラグ類には、例えば、溶銑予備処理スラグ、溶銑脱硫スラグ、脱炭スラグ、電炉スラグ等のように、製鉄所から発生したスラグがあり、これらのいずれか１種類又は複数種類（２種類以上）を、製鋼スラグとして使用できる。
更に、炭酸カルシウムとしては、石灰石を粉砕して製造した重質炭酸カルシウムや、水酸化カルシウム水溶液を炭酸化して製造した沈降炭酸カルシウムなど、炭酸カルシウム成分が９０質量％以上のものが好ましいが、これに限らず、貝殻の粉砕物などを混合して炭酸カルシウム成分を５０質量％以上９０質量％未満、含有するように調整したものであってもよい。
なお、上記した製鋼スラグならびに炭酸カルシウムの粒度については、スラリーとして水中に分散させるという観点から、１００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下、更には、市販の沈降炭酸カルシウムのような５ミクロン以下の微粒子とすることが好ましい。
And the steelmaking slag fine powder is the ratio of the mass% of CaO to SiO 2 in the slag component, that is, the ratio of (CaO / SiO 2 ) is 2.0 or more (the upper limit is about 8.0, for example). It means slags. Examples of the smelting slag include slag generated from steelworks such as hot metal pretreatment slag, hot metal desulfurization slag, decarburization slag, electric furnace slag, etc., and any one or more of these (2 Can be used as steelmaking slag.
Further, as the calcium carbonate, those having a calcium carbonate component of 90% by mass or more, such as heavy calcium carbonate produced by pulverizing limestone and precipitated calcium carbonate produced by carbonizing an aqueous calcium hydroxide solution are preferable. Not limited to this, a pulverized product of shells and the like may be mixed to adjust the calcium carbonate component so as to contain 50% by mass or more and less than 90% by mass.
In addition, about the particle size of said steelmaking slag and calcium carbonate, from a viewpoint of disperse | distributing in water as a slurry, it is 100 micrometers or less, Preferably it is 20 micrometers or less, Furthermore, it is set as microparticles | fine-particles of 5 micrometers or less like the commercially available precipitated calcium carbonate. It is preferable.
ここで、製造する石灰スラリー中の固形分（カルシウム成分を含有）の濃度は、１０質量％以上５０質量％未満である。
石灰スラリー中の固形分の濃度が１０質量％未満の場合、ＮＯｘ低減に必要な厚みの被覆物層を形成させることができない。一方、石灰スラリー中の固形分の濃度が５０質量％以上の場合、石灰スラリーの水分量が少な過ぎて粘性が高くなるため、撹拌過程において石灰スラリーの拡散が阻害され、炭材の表面に均等な被覆物層を形成できない。
即ち、石灰スラリー中の固形分の濃度を１０質量％以上５０質量％未満（好ましくは、下限を１５質量％、更には２５質量％、上限を４５質量％、更には４０質量％）にすることで、撹拌機１２内において、炭材と石灰スラリーが効率的に接触し、炭材の表面に均等な厚みの被覆物を形成できる。
なお、石灰スラリー中の固形分の濃度は、５０ｇの石灰スラリーを採取し、乾燥機を用いて１０５℃の雰囲気内で４時間乾燥を行った後、その乾燥残渣を固形分として秤量し、その百分率、即ち、｛（固形分質量）／（石灰スラリー質量）｝×１００を、固形分濃度（％）として求めた。
Here, the density | concentration of solid content (a calcium component is contained) in the lime slurry to manufacture is 10 mass% or more and less than 50 mass%.
When the concentration of the solid content in the lime slurry is less than 10% by mass, a coating layer having a thickness necessary for NOx reduction cannot be formed. On the other hand, when the concentration of the solid content in the lime slurry is 50% by mass or more, the water content of the lime slurry is too small and the viscosity becomes high, so that the diffusion of the lime slurry is hindered in the stirring process, and the surface of the carbonaceous material is evenly distributed. A thick coating layer cannot be formed.
That is, the solid content in the lime slurry is 10% by mass or more and less than 50% by mass (preferably, the lower limit is 15% by mass, further 25% by mass, and the upper limit is 45% by mass, further 40% by mass). Thus, in the stirrer 12, the carbonaceous material and the lime slurry can efficiently contact each other, and a coating having a uniform thickness can be formed on the surface of the carbonaceous material.
In addition, the density | concentration of the solid content in a lime slurry collects 50g lime slurry, and after drying for 4 hours in 105 degreeC atmosphere using dryer, the dry residue was weighed as solid content, The percentage, ie, {(solid content mass) / (lime slurry mass)} × 100 was determined as the solid content concentration (%).
また、製造した石灰スラリー中の固形分は、粒径が１０μｍ以下を７０質量％以上（１００質量％でもよい）含むものであり、その大部分（例えば、７０質量％以上、好ましくは８０質量％以上）が炭材よりも細かいものである。
上記した石灰スラリー中の固形分には、前記したように、製鋼スラグ微粉及び炭酸カルシウムのいずれか一方又は双方が含まれていることが好ましい。
ここで、石灰スラリー中の固形分に含まれるものが炭酸カルシウムの場合、この炭酸カルシウムはカルシウム成分以外の成分が少ないことから、例えば、炭酸カルシウムが固形分中の水酸化カルシウムを除く全部でもよく、またその一部でもよく、特にその含有量が制限されるものではない。
Further, the solid content in the produced lime slurry contains 70% by mass or more (or 100% by mass) of particles having a particle size of 10 μm or less, and most of them (for example, 70% by mass or more, preferably 80% by mass). The above is finer than charcoal.
As described above, it is preferable that one or both of steelmaking slag fine powder and calcium carbonate is contained in the solid content in the lime slurry.
Here, when what is contained in solid content in a lime slurry is calcium carbonate, since this calcium carbonate has few components other than a calcium component, all except calcium hydroxide in solid content may be sufficient as calcium carbonate, for example. Further, it may be a part thereof, and its content is not particularly limited.
一方、石灰スラリー中の固形分に含まれるものが製鋼スラグ微粉の場合、この製鋼スラグ中には、カルシウム成分以外の成分も多く含まれるため、その含有量を多くすると固形分中のカルシウム成分の含有割合が少なくなることから、５０質量％未満にすることが好ましい。しかし、製鋼スラグ微粉量が０質量％の場合、製鋼スラグを廃棄処分する必要があり、処理コストがかかると共に、資源の有効利用が図れない。
このため、固形分中の製鋼スラグ微粉量を、０を超え５０質量％未満とすることが好ましいが、下限を５質量％、更には１０質量％とすることが更に好ましく、上限を４５質量％、更には４０質量％とすることが更に好ましい。
On the other hand, when what is contained in the solid content in the lime slurry is steelmaking slag fine powder, since this steelmaking slag contains many components other than the calcium component, increasing the content of the calcium component in the solid content Since the content ratio decreases, the content is preferably less than 50% by mass. However, when the amount of fine powder of steelmaking slag is 0% by mass, it is necessary to dispose of the steelmaking slag, which requires processing costs and cannot effectively use resources.
For this reason, the amount of fine steelmaking slag in the solid content is preferably more than 0 and less than 50% by mass, but the lower limit is more preferably 5% by mass, more preferably 10% by mass, and the upper limit is 45% by mass. Furthermore, it is more preferable to set it as 40 mass%.
また、石灰スラリー中の固形分には、水酸化カルシウムが５０質量％以上含まれていることが好ましい。
水酸化カルシウムの濃度が５０質量％未満の場合、炭材表面への固形分の付着強度が弱くなり、ベルトコンベア等で搬送する途中、特に、乗り継ぎ部で炭材の表面を覆った被覆物の一部が剥がれ落ちることがある。
この固形分中の水酸化カルシウムの濃度の上限は、上記した理由から１００質量％でもよいが、消化に要する時間を考慮すれば、９０質量％、更には８５質量％程度である。
なお、水酸化カルシウム量は、５０ｇの石灰スラリーを採取し、塩酸（例えば、４Ｎ−塩酸）で中和滴定を行い、消費した塩酸量から、下記の式で算出した。
水酸化カルシウム濃度（質量％）
＝｛（水酸化カルシウム量（ｍｏｌ）×７４）／固形分質量（ｇ）｝×１００
水酸化カルシウム量（ｍｏｌ）＝消費した塩酸量（ｍｏｌ）×１／２
Moreover, it is preferable that 50 mass% or more of calcium hydroxide is contained in the solid content in a lime slurry.
When the concentration of calcium hydroxide is less than 50% by mass, the adhesion strength of the solid content on the surface of the carbonaceous material becomes weak, and during the conveyance with a belt conveyor or the like, especially the coating covering the surface of the carbonaceous material at the connecting portion. Some may come off.
The upper limit of the concentration of calcium hydroxide in the solid content may be 100% by mass for the above-mentioned reason, but is 90% by mass and further about 85% by mass considering the time required for digestion.
The amount of calcium hydroxide was calculated by the following formula from 50 g of lime slurry, neutralized with hydrochloric acid (for example, 4N-hydrochloric acid) and consumed hydrochloric acid.
Calcium hydroxide concentration (mass%)
= {(Calcium hydroxide amount (mol) × 74) / solid content mass (g)} × 100
Calcium hydroxide amount (mol) = Amount of hydrochloric acid consumed (mol) × 1/2
次に、炭材を、貯留ホッパー２０から撹拌機１２へ供給すると共に、石灰スラリーを、スラリー化槽１４から噴霧器１３を介して撹拌機１２内へ噴霧して撹拌することで、石灰スラリー中の固形分を炭材の表面に被覆させる。この撹拌機１２においては、炭材を撹拌羽根で撹拌しながら、上方から石灰スラリーを供給しているため、炭材表面に満遍なく被覆物を付着させることができる。特に、撹拌機１２内に噴霧器１３を配置しているため、上方から、石灰スラリーを炭材表面に満遍なく噴霧できる。
このとき、石灰スラリーの添加位置は、必ずしも撹拌機１２中である必要はなく、例えば、図４に示すように、撹拌機１２へ炭材を搬送し投入するコンベア１６上で、石灰スラリーを供給あるいは噴霧することもできる。また、図３に示すように、撹拌槽１５で石灰スラリーと製鋼スラグを混合し撹拌した後、このスラリーを、噴霧器１３を介して撹拌機１２内に噴霧することもできる。
Next, while supplying the carbonaceous material from the storage hopper 20 to the stirrer 12, the lime slurry is sprayed from the slurrying tank 14 into the stirrer 12 through the sprayer 13 and stirred, whereby the carbonaceous material in the lime slurry is mixed. The solid content is coated on the surface of the carbonaceous material. In this stirrer 12, since the lime slurry is supplied from above while stirring the carbonaceous material with the stirring blades, the coating can be uniformly attached to the surface of the carbonaceous material. In particular, since the sprayer 13 is disposed in the stirrer 12, the lime slurry can be sprayed uniformly on the carbonaceous material surface from above.
At this time, the addition position of the lime slurry does not necessarily need to be in the stirrer 12. For example, as shown in FIG. 4, the lime slurry is supplied on the conveyor 16 that transports and inputs the carbonaceous material to the stirrer 12. Alternatively, it can be sprayed. As shown in FIG. 3, the lime slurry and the steelmaking slag are mixed and stirred in the stirring tank 15, and then this slurry can be sprayed into the stirrer 12 through the sprayer 13.
炭材には、例えば、コークス（粉コークス）、無煙炭、その他の焼結鉱製造に用いられる燃料を使用できる。
この炭材は、通常、焼結原料として使用している粒径５ｍｍ以下のものでもよいが、その中の粒径０．５ｍｍ未満の微粉炭材の累積質量を２０質量％以下にした粗粒炭材を使用することが好ましく、更には１１．０質量％以下とするのが望ましい。一方、粒径０．５ｍｍ未満の炭材の累計質量の下限値は、上記した理由から特に規定していないが、篩網による篩分け限界を考慮すれば５質量％である。
更に、粒径０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の炭材の累積質量は、４０質量％以上であることが望ましく、７０質量％以上であることが特に望ましい。
As the carbon material, for example, coke (powder coke), anthracite, and other fuels used for producing sintered ore can be used.
This carbonaceous material may have a particle size of 5 mm or less, which is usually used as a sintering raw material, but coarse particles in which the cumulative mass of fine carbonaceous material having a particle size of less than 0.5 mm is 20% by mass or less. It is preferable to use a carbonaceous material, and more preferably 11.0% by mass or less. On the other hand, the lower limit value of the cumulative mass of the carbonaceous material having a particle size of less than 0.5 mm is not particularly defined for the above-described reason, but it is 5% by mass considering the sieving limit by the sieve mesh.
Furthermore, the cumulative mass of the carbonaceous material having a particle size of 0.5 mm or more and 5 mm or less is preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 70% by mass or more.
なお、前記したように、石灰スラリーには、固形分の濃度が１０質量％以上５０質量％未満の石灰スラリーを使用するが、このときの石灰スラリー中の固形分の濃度は、改質処理前の炭材の水分を考慮して、改質処理後の製品、即ち表面被覆炭材の含有水分量（以下、製品水分量ともいう）を９．５質量％以上１９質量％未満の範囲内の定めた目標値となるように調整する必要がある。なお、表面被覆炭材の含有水分量は、ａ）撹拌機内に供給する石灰スラリー量、及びｂ）石灰スラリー中の固形分の濃度のいずれか一方又は双方により調整できる。
ここで、改質処理前の炭材の水分量とは、炭材がもともと含有する水分であり、乾燥状態の炭材１００に対する質量％（外掛け）である。
As described above, the lime slurry uses a lime slurry having a solid content concentration of 10% by mass or more and less than 50% by mass. In consideration of the moisture content of the carbonaceous material, the moisture content of the modified product, that is, the surface-coated carbonaceous material (hereinafter also referred to as product moisture content) is in the range of 9.5 mass% to less than 19 mass%. It is necessary to make adjustments so that the target value is set. The water content of the surface-coated carbon material can be adjusted by either or both of a) the amount of lime slurry supplied into the stirrer and b) the solid content in the lime slurry.
Here, the moisture content of the carbonaceous material before the reforming treatment is moisture originally contained in the carbonaceous material, and is a mass% (outer coating) with respect to the carbonaceous material 100 in a dry state.
また、製品水分量とは、最終的な製品（混合機１１へ装入される前の表面被覆炭材）の水分量であり、乾燥状態の表面被覆炭材（消石灰及び炭材）１００に対する質量％（外掛け）である。
ここで、製品水分量が９．５質量％未満の場合、水分量が少な過ぎて被覆物の炭材への接着強度が弱くなり、被覆物が炭材から容易に剥離するため、ＮＯｘ低減効果が低下する。一方、製品水分量が１９質量％以上の場合、水分量が多過ぎて被覆物同士が塊となり易く、被覆物の炭材への均一な被覆が困難となるため、ＮＯｘ低減効果が低下する。
以上のことから、表面被覆炭材の製品水分量を９．５質量％以上１９質量％未満としたが、下限を１２．０質量％とし、上限を１６．０質量％とすることが好ましい。
The product moisture content is the moisture content of the final product (surface-coated carbon material before being charged into the mixer 11), and is the mass with respect to the dried surface-coated carbon material (slaked lime and carbon material) 100. % (Outer).
Here, when the moisture content of the product is less than 9.5% by mass, the moisture content is too small and the adhesion strength of the coating to the carbonaceous material becomes weak and the coating is easily peeled off from the carbonaceous material. Decreases. On the other hand, when the product moisture content is 19% by mass or more, the moisture content is too large and the coatings tend to be agglomerated, making it difficult to uniformly coat the coating on the carbonaceous material, and the NOx reduction effect is reduced.
From the above, the product moisture content of the surface-coated carbon material is set to 9.5 mass% or more and less than 19 mass%, but the lower limit is preferably 12.0 mass% and the upper limit is preferably 16.0 mass%.
これにより、被覆物の層厚（被覆物層厚）が適正厚み、即ち５μｍ以上５００μｍ以下となった表面被覆炭材の歩留を向上できる（６０質量％以上）。
ここで、図５（Ａ）、（Ｂ）に、表面被覆炭材の顕微鏡観察を行った結果の一例を示す。図５（Ａ）は、製品水分量を上記した範囲内に調整した表面被覆炭材であるため、被覆物の層厚が上記した適正厚みになっていることが分かった。一方、図５（Ｂ）は、製品水分量が上記した範囲の上限値を超えたため、被覆物の層厚が上記した適正厚みの上限値を超えた厚みになっていることが分かった。
Thereby, the yield of the surface-coated carbon material in which the layer thickness of the coating (covering layer thickness) is an appropriate thickness, that is, 5 μm or more and 500 μm or less can be improved (60% by mass or more).
Here, FIG. 5 (A), (B) shows an example of the result of microscopic observation of the surface-coated carbonaceous material. Since FIG. 5 (A) is a surface-coated carbon material whose product moisture content is adjusted within the above-described range, it has been found that the layer thickness of the coating is the appropriate thickness described above. On the other hand, in FIG. 5B, it was found that the product moisture content exceeded the upper limit value of the above-described range, so that the layer thickness of the coating exceeded the above-described upper limit value of the appropriate thickness.
また、被覆物がＮＯｘ転換率に及ぼす影響を示した結果の一例を図６に示す。
図６に示すように、コークス（炭材）の表面に被覆物を形成しない場合（被覆物なし）、ＮＯｘ転換率は３０ｍｏｌ％程度であったが、コークス表面に被覆物を５００μｍ被覆することで、ＮＯｘ転換率を２８．６ｍｏｌ％以下程度まで低減できることが分かった。
以上のことから、固形分の濃度を１０質量％以上５０質量％未満とした石灰スラリーを使用して、表面被覆炭材の製品水分量を９．５質量％以上１９質量％未満に調整することが好ましい。
Moreover, an example of the result which showed the influence which a coating body has on NOx conversion rate is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, when a coating was not formed on the surface of coke (carbonaceous material) (no coating), the NOx conversion rate was about 30 mol%, but by covering the coke surface with a coating of 500 μm It was found that the NOx conversion rate can be reduced to about 28.6 mol% or less.
From the above, the product moisture content of the surface-coated carbon material is adjusted to 9.5 mass% or more and less than 19 mass% using a lime slurry having a solid content concentration of 10 mass% or more and less than 50 mass%. Is preferred.
なお、撹拌機１２には、撹拌羽根を必ずしも設置する必要はないが、撹拌促進の観点から、５ｒｐｍ以上５０ｒｐｍ未満の回転数の撹拌羽根を設置することが好ましい。また、撹拌機１２の滞留時間は、１．０分以上１５分未満とすることが好ましい。
この被覆物は、消石灰（固形物）のみで構成されることが好ましいが、例えば、未消化の生石灰や微粉の炭材等が含まれていてもよい。なお、消石灰は、バインダーとなって、炭材表面に密着した被覆物を形成するため、例えば、焼結配合原料との混合時や、焼結機への原料装入までの搬送過程において、炭材表面の被覆物の脱離を抑制できる。
In addition, although it is not necessary to install the stirring blade in the stirrer 12, it is preferable to install the stirring blade of the rotation speed of 5 rpm or more and less than 50 rpm from a viewpoint of acceleration | stimulation of stirring. Moreover, it is preferable that the residence time of the stirrer 12 is 1.0 minute or more and less than 15 minutes.
The covering is preferably composed only of slaked lime (solid matter), but may include, for example, undigested quick lime or fine carbonaceous material. In addition, since slaked lime becomes a binder and forms a coating that adheres closely to the surface of the carbonaceous material, for example, during mixing with the sintered blending raw material or in the conveying process until the raw material is charged into the sintering machine, Desorption of the coating on the surface of the material can be suppressed.
ここで、炭材の表面に被覆物を形成するに際し、石灰スラリーを使用した理由を、以下に示す。
被覆物として粉体状の石灰系原料を用いた場合には、炭材と被覆物の異種粉体を混合し混練する処理に時間がかかるうえ、被覆物同士が付着した状態で造粒してしまうなど、炭材上の被覆物層厚を均一化しにくい問題がある。
石灰スラリーは、主成分である水酸化カルシウム粒子が均一に分散したスラリーとなっているので、炭材とスラリーを簡易に撹拌して混合する操作を行うだけで、炭材の表面に均一な被覆物を形成させることができる。更に、スラリーとすることで、任意の微粉粉体を均一に混合する処理も容易に行える。
即ち、付着力が低いため被覆物としては適さない製鋼スラグや炭酸カルシウムなどのカルシウム含有原料を、微粉化して予め石灰スラリーへ混合することで、任意の比率で配合して活用することが可能となる。
Here, the reason for using the lime slurry when forming the coating on the surface of the carbonaceous material will be described below.
When a powdery lime-based raw material is used as the coating, it takes time to mix and knead the carbonaceous material and the dissimilar powder of the coating, and granulates with the coatings adhered to each other. There is a problem that it is difficult to make the coating layer thickness on the carbon material uniform.
Since the lime slurry is a slurry in which the main component calcium hydroxide particles are uniformly dispersed, the carbonaceous material surface can be uniformly coated by simply stirring and mixing the carbonaceous material and the slurry. Things can be formed. Furthermore, the process which mixes arbitrary fine powder powder uniformly can also be easily performed by setting it as a slurry.
That is, it is possible to mix and utilize at any ratio by pulverizing calcium-containing raw materials such as steelmaking slag and calcium carbonate, which are not suitable as a coating because of low adhesion, and mixing in advance with lime slurry. Become.
上記した被覆物は、カルシウム成分を３６質量％以上含有している。
ここで、被覆物のカルシウム成分が３６質量％未満の場合、溶剤量が少な過ぎて、周囲は鉄鉱石濃度が高い状態であるため、炭材表面での溶融反応が遅くなり、炭材の燃焼を促進させる効果が小さくなる。
また、被覆物には水酸化カルシウムが含まれ、しかもこの水酸化カルシウムの付着力が充分に高いため、この場合、石灰スラリー中に付着力の弱いカルシウム含有原料（製鋼スラグ微粉、炭酸カルシウム）を混合して使用できる。このとき、水酸化カルシウムの含有濃度を５０質量％以上とすることが望ましい。しかし、上記したカルシウム含有原料を使用することなく、水酸化カルシウムの含有濃度を１００質量％とすることが特に望ましい。
The above-mentioned coating contains 36% by mass or more of the calcium component.
Here, when the calcium component of the coating is less than 36% by mass, the amount of the solvent is too small, and the surrounding is in a state of high iron ore concentration. The effect of promoting is reduced.
In addition, since the coating contains calcium hydroxide and the adhesion of calcium hydroxide is sufficiently high, in this case, a calcium-containing raw material (steel slag fine powder, calcium carbonate) having a weak adhesion is added to the lime slurry. Can be mixed and used. At this time, the concentration of calcium hydroxide is desirably 50% by mass or more. However, it is particularly desirable that the concentration of calcium hydroxide is 100% by mass without using the calcium-containing raw material.
この被覆物は、炭材に対する質量％で２質量％以上３０質量％未満の割合で、炭材に被覆する必要がある。
ここで、被覆物の炭材に対する質量％が２質量％未満の場合、炭材表面全体を包囲する十分な被覆物（被覆層）の形成が難しくなり、炭材表面の一部が露出したり、また被覆物層厚が薄くなり過ぎて、低温域での大気中の酸素の遮断によるＮＯｘ低減効果が得られなくなる。一方、炭材表面の被覆物量が３０質量％以上の場合、被覆物層厚が厚くなり過ぎて粉コークスの燃焼性が悪化し、焼結鉱の強度や焼結成品の歩留りが低下する。
このため、炭材表面の被覆物を、炭材に対する質量％で２質量％以上３０質量％未満としたが、下限を５質量％、また上限を２０質量％とすることが望ましい。
This covering needs to be coated on the carbon material at a ratio of 2% by mass or more and less than 30% by mass with respect to the carbon material.
Here, when the mass% of the covering with respect to the carbonaceous material is less than 2 mass%, it becomes difficult to form a sufficient covering (covering layer) surrounding the entire carbonaceous material surface, and a part of the carbonaceous material surface is exposed. In addition, the coating layer thickness becomes too thin, and the NOx reduction effect due to blocking of oxygen in the atmosphere at low temperatures cannot be obtained. On the other hand, when the coating amount on the surface of the carbonaceous material is 30% by mass or more, the coating layer thickness becomes too thick, the combustibility of the powder coke is deteriorated, and the strength of the sintered ore and the yield of the sintered product are reduced.
For this reason, the coating on the surface of the carbon material is 2% by mass or more and less than 30% by mass with respect to the carbon material, but it is desirable that the lower limit is 5% by mass and the upper limit is 20% by mass.
ここで、燃焼試験において、コークス（炭材）に対する被覆物量（＝（被覆物量）／（コークス）×１００）が、ＮＯｘ転換率に及ぼす影響を示した結果を、図７に示す。なお、図７には、被覆物中のカルシウム成分（Ｃａ）が、ＮＯｘ転換率に及ぼす影響についても示している。
図７から明らかなように、コークスに対する被覆物量を２質量％以上とすることで、被覆物量の増加と共に、ＮＯｘ転換率を低減できることを確認できた。なお、被覆物量が３０質量％以上になっても、ＮＯｘ転換率は低減できているが、上記したように、焼結鉱の強度や焼結成品の歩留りが低下することから好ましくない。
また、被覆物中のカルシウム成分量を、３６質量％から５４質量％（３６質量％以上）へ増やすことで、ＮＯｘ転換率を低減できることも確認できた。
Here, in the combustion test, the results showing the influence of the coating amount (= (coating amount) / (coke) × 100) on the coke (carbon material) on the NOx conversion rate are shown in FIG. FIG. 7 also shows the influence of the calcium component (Ca) in the coating on the NOx conversion rate.
As is apparent from FIG. 7, it was confirmed that the NOx conversion rate can be reduced with the increase in the amount of the coating by setting the amount of the coating on the coke to 2% by mass or more. Although the NOx conversion rate can be reduced even when the coating amount is 30% by mass or more, as described above, it is not preferable because the strength of the sintered ore and the yield of the sintered product are lowered.
It was also confirmed that the NOx conversion rate could be reduced by increasing the amount of calcium component in the coating from 36% by mass to 54% by mass (36% by mass or more).
以上の方法で製造した表面被覆炭材を、コンベア１７を介して、混合機１１内の造粒途中の焼結配合原料に供給する。
焼結配合原料を混合し造粒する前に、表面被覆炭材を添加した場合、焼結配合原料の混合時や造粒時に、炭材表面の被覆物が崩壊し剥離してしまう。そこで、この剥離を避けるため、造粒途中（終盤）の焼結配合原料に、表面被覆炭材を供給するのがよい。
なお、炭材表面からの被覆物の剥離を更に抑制するには、表面被覆炭材を造粒後の焼結配合原料に供給することが好ましい。
この表面被覆炭材の供給量は、例えば、焼結機へ装入する全焼結原料の０．５質量％以上４．５質量％以下程度であり、低減するＮＯｘ量に応じて調整することができる。
The surface-coated carbon material manufactured by the above method is supplied to the sintered blending raw material in the mixer 11 in the middle of granulation via the conveyor 17.
When the surface-coated carbon material is added before mixing and granulating the sintered blending raw material, the coating on the surface of the carbonaceous material is collapsed and peeled when the sintered blending raw material is mixed or granulated. Therefore, in order to avoid this peeling, it is preferable to supply the surface-coated carbon material to the sintered blending raw material in the middle of granulation (the final stage).
In order to further suppress the peeling of the coating from the surface of the carbon material, it is preferable to supply the surface-coated carbon material to the sintered blended raw material after granulation.
The supply amount of the surface-coated carbon material is, for example, about 0.5 mass% to 4.5 mass% of the total sintering raw material charged into the sintering machine, and can be adjusted according to the amount of NOx to be reduced. it can.
更に、撹拌機１２で製造された表面被覆炭材は、混合機１１に供給しているが、混合機１１に供給する前に、貯留槽に供給して貯留することもできる。これにより、例えば、表面被覆炭材を製造する撹拌機１２の操業を停止しなければならない状態が発生しても、また、低減させるＮＯｘ量に応じて混合機１１に供給する表面被覆炭材量が変動しても、表面被覆炭材を混合機１１へ安定供給できる。 Furthermore, the surface-coated carbon material produced by the stirrer 12 is supplied to the mixer 11, but can be supplied to the storage tank and stored before being supplied to the mixer 11. Thereby, for example, even if a state where the operation of the stirrer 12 for producing the surface-coated carbon material must be stopped occurs, the amount of the surface-coated carbon material supplied to the mixer 11 according to the amount of NOx to be reduced Even if fluctuates, the surface-coated carbon material can be stably supplied to the mixer 11.
焼結で生成するＮＯｘは、前記したように、炭材の１０００℃以下の低温燃焼で生成される。従って、ＮＯｘ生成を抑制するためには、炭材の低温燃焼を抑制し、極力高温燃焼させることが必要である。
上記した表面被覆炭材は、炭材の燃焼初期である低温領域で、炭材表面が被覆物で覆われているため、被覆物内の炭材の燃焼を抑えてＮＯｘの発生を抑制する。
As described above, NOx produced by sintering is produced by low-temperature combustion of a carbonaceous material at 1000 ° C. or lower. Therefore, in order to suppress the generation of NOx, it is necessary to suppress the low temperature combustion of the carbonaceous material and to perform the high temperature combustion as much as possible.
Since the above-described surface-coated carbon material is covered with a coating in the low temperature region at the initial stage of combustion of the carbon material, combustion of the carbon material in the coating is suppressed and generation of NOx is suppressed.
一方、１２００℃以上の高温領域に到達すると、被覆物中のカルシウム成分は、周囲の鉱石と反応し、カルシウムフェライトとして溶融し、溶け落ちる。これにより、炭材表面は、被覆物が消失して裸の状態になるが、裸の状態であっても、炭材は１２００℃以上の高温領域で燃焼されるため、ＮＯｘ発生は少なく、しかも活発な燃焼によって生産性を損うこともない。
従って、本発明の炭材の改質処理設備を使用することで、低温領域でのＮＯｘの発生を経済的に抑制できる。
On the other hand, when reaching a high temperature region of 1200 ° C. or higher, the calcium component in the coating reacts with surrounding ore, melts as calcium ferrite, and melts down. As a result, the surface of the carbonaceous material becomes bare with the covering disappeared, but even in the bare state, the carbonaceous material is burned in a high temperature region of 1200 ° C. or higher, and therefore NOx generation is small. There is no loss of productivity due to active combustion.
Therefore, generation of NOx in the low temperature region can be economically suppressed by using the carbonaceous material reforming treatment facility of the present invention.
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
準備した焼結原料は、鉄鉱石、石灰石、生石灰、蛇紋岩、返鉱、及び粉コークス（炭材）である。なお、鉄鉱石は８２．８５質量％、石灰石は１３．１質量％、生石灰は１．００質量％、蛇紋岩は３．０５質量％であり、この合計量（１００）に対して、返鉱を１５．０質量％、粉コークスを４．２質量％、それぞれ添加する構成にしている。
ここで、表面被覆炭材を製造にするに際し、上記した焼結原料の粉コークス４．２質量％のうちの３．８〜４．２質量％分を使用した。また、炭材の表面に被覆物を被覆するに際して使用した石灰スラリー中の固形分の濃度については、０又は８〜５４質量％の範囲で変更した。
Next, examples carried out for confirming the effects of the present invention will be described.
The prepared sintering raw materials are iron ore, limestone, quicklime, serpentine, return mineral, and fine coke. Iron ore is 82.85% by mass, limestone is 13.1% by mass, quicklime is 1.00% by mass, and serpentine is 3.05% by mass. 15.0 mass% and powdered coke 4.2 mass%, respectively.
Here, in producing the surface-coated carbon material, 3.8 to 4.2% by mass of 4.2% by mass of the powdered coke of the above-described sintered raw material was used. Moreover, about the density | concentration of the solid content in the lime slurry used when coat | covering the coating | covering material on the surface of carbonaceous material, it changed in 0 or the range of 8-54 mass%.
この焼結原料を用いて、表面被覆炭材の調製条件が、ＮＯｘの生成に及ぼす影響を調査する焼結鍋試験を行った。
使用した焼結鍋試験装置は、直径３００φ、層高６００ｍｍの鍋形状であり、この鍋に焼結原料を装入して、点火炉で焼結原料中の炭材に９０秒間点火し、焼結試験を行った。このとき、鍋の下方に設置した風箱より、吸引ブロアーで１５ｋＰａの一定負圧で排気を行い、焼結燃焼に伴う排気ガスの成分を分析した。
また、焼結配合原料の混合は、直径１０００ｍｍのドラムミキサーを用いて６分間行った。一方、各種の調整条件で製造した表面被覆炭材は、上記したドラムミキサーでの混合開始から５分４５秒後に、上記した混合後の焼結配合原料に添加し、その混合処理を１５秒間行うこととした。
表面被覆炭材の製造条件を、表１〜表３にそれぞれ示す。また、製造した表面被覆炭材を焼結配合原料に混合した焼結試験における焼結生産率、成品歩留、及びＮＯｘ転換率を、表４に示す。
Using this sintered raw material, a sintering pot test was conducted to investigate the influence of the preparation conditions of the surface-coated carbon material on the generation of NOx.
The sintering pot test apparatus used has a pot shape with a diameter of 300φ and a bed height of 600 mm. The sintering raw material is charged into the pot, and the carbonaceous material in the sintering raw material is ignited for 90 seconds in an ignition furnace, A set test was performed. At this time, exhaust was performed at a constant negative pressure of 15 kPa with a suction blower from an air box installed below the pan, and components of exhaust gas accompanying sintering combustion were analyzed.
Moreover, mixing of the sintering compounding raw material was performed for 6 minutes using a drum mixer having a diameter of 1000 mm. On the other hand, the surface-coated carbon material produced under various adjustment conditions is added to the above-described sintered blended raw material after mixing for 5 minutes and 45 seconds from the start of mixing in the drum mixer, and the mixing process is performed for 15 seconds. It was decided.
The production conditions for the surface-coated carbon material are shown in Tables 1 to 3, respectively. Table 4 shows the sintering production rate, product yield, and NOx conversion rate in the sintering test in which the manufactured surface-coated carbon material was mixed with the sintering blended raw material.
比較例１は、炭材の改質処理設備を使用することなく、即ち、表面被覆炭材を製造することなく、造粒した焼結原料を焼結させた結果である。
また、比較例２、３は、石灰スラリー中の固形分（消石灰とその他の固形分）の濃度を適正範囲外（１０質量％未満又は５０質量％以上）にした表面被覆炭材を製造し、特に比較例２は、被覆物量を適正範囲外（炭材に対する質量％で２質量未満）にし、比較例４は、被覆物中のＣａ量を適正範囲外（３６質量％未満）にした表面被覆炭材を製造し、これらをそれぞれ焼結配合原料と共に混合処理して焼結させた結果である。
一方、実施例１〜１７は、固形分の濃度を適正範囲内（１０質量％以上５０質量％未満）にした石灰スラリーを使用し、炭材の表面に、Ｃａ量を適正範囲内（３６質量％以上）にした被覆物を、炭材に対する質量％で２質量％以上３０質量％未満の割合で被覆した表面被覆炭材を製造し、これを焼結配合原料と共に混合処理して焼結させた結果である。
Comparative Example 1 is a result of sintering a granulated sintered raw material without using a carbonaceous material reforming treatment equipment, that is, without producing a surface-coated carbonaceous material.
Comparative Examples 2 and 3 produce a surface-coated carbon material in which the concentration of solids (slaked lime and other solids) in the lime slurry is outside the appropriate range (less than 10% by mass or 50% by mass or more), In particular, Comparative Example 2 made the coating amount outside the proper range (less than 2% by mass with respect to the carbonaceous material), and Comparative Example 4 made the surface coating with the Ca content in the coating outside the proper range (less than 36% by mass). It is the result of producing carbonaceous materials and mixing and sintering these together with the sintered blending raw materials.
On the other hand, Examples 1-17 use the lime slurry which made the density | concentration of solid content in the appropriate range (10 mass% or more and less than 50 mass%), and set the amount of Ca in the appropriate range (36 mass on the surface of carbonaceous material). Surface coated carbonaceous material coated with a coating of 2% by mass or more and less than 30% by mass with respect to the carbonaceous material, and this is mixed with a sintering compounding raw material and sintered. It is a result.
表４から明らかなように、表面被覆炭材を使用しなかった比較例１のＮＯｘ転換率は、３１．６ｍｏｌ％（モル％）であり、３０ｍｏｌ％を超えて高かった。なお、比較例２は、石灰スラリー中の固形分の濃度が適正範囲の下限値未満であり、しかも被覆物量が適正範囲の下限値未満であったため、ＮＯｘ転換率が比較例１と同程度であった。また、比較例３は石灰スラリー中の固形分の濃度が適正範囲の上限値を超えたため、比較例２と比較してＮＯｘ転換率を低くできたが、３０ｍｏｌ％を超えて高かった。そして、比較例４はＣａ量が適正範囲の下限値未満であったため、ＮＯｘ転換率が３０ｍｏｌ％を超えて高かった。 As is apparent from Table 4, the NOx conversion rate of Comparative Example 1 in which no surface-coated carbon material was used was 31.6 mol% (mol%), which was higher than 30 mol%. In Comparative Example 2, the concentration of solids in the lime slurry was less than the lower limit value of the appropriate range, and the amount of coating was less than the lower limit value of the appropriate range, so the NOx conversion rate was comparable to that of Comparative Example 1. there were. Moreover, since the solid content density | concentration in the lime slurry exceeded the upper limit of the appropriate range, the comparative example 3 was able to make the NOx conversion rate low compared with the comparative example 2, but it was high exceeding 30 mol%. And since the amount of Ca was less than the lower limit of the appropriate range in Comparative Example 4, the NOx conversion rate was higher than 30 mol%.
一方、実施例１〜１７は、被覆物量とＣａ量を適正範囲とした条件下で、固形分の濃度が１０質量％以上５０質量％未満の石灰スラリーを使用し、この石灰スラリーと炭材とを撹拌機を用いて撹拌して製造した表面被覆炭材を使用したため、ＮＯｘ転換率を３０ｍｏｌ％以下に低減できた。特に、実施例１〜４は、被覆物中のＣａ量を一定とし、石灰スラリー中の固形分の濃度を適正範囲内で変動させた結果であるが、固形分の濃度の増加に伴ってＮＯｘ転換率が低減する傾向を確認できた。 On the other hand, Examples 1-17 use the lime slurry whose density | concentration of solid content is 10 mass% or more and less than 50 mass% on the conditions which made the covering amount and Ca quantity into the proper range, Since the surface-coated carbon material produced by stirring with a stirrer was used, the NOx conversion rate could be reduced to 30 mol% or less. In particular, Examples 1 to 4 are the results of varying the concentration of solids in the lime slurry within an appropriate range with the amount of Ca in the coating being constant, but as the concentration of solids increases, NOx The tendency that the conversion rate decreases was confirmed.
実施例５〜８は、石灰スラリーを予め製造するスラリー化槽を使用し、この石灰スラリーと炭材を撹拌機であるレディゲミキサーで撹拌した結果である。
実施例５〜８に示すように、撹拌機での滞留時間の増加と共に、ＮＯｘ転換率が低下することが分かった。これは、撹拌時間の増加に伴い、炭材の表面への被覆物の被覆を均一にできたことに起因すると考えられる。
なお、ここでは、撹拌機での滞留時間を、最適範囲（１分以上１５分未満）の上限を超える１５分とした場合に、ＮＯｘ転換率を最も低減できたが、設備費と運転電力の上昇を考慮すれば、上記した最適範囲内が好ましい。
Examples 5 to 8 are results obtained by using a slurrying tank for producing a lime slurry in advance and stirring the lime slurry and the carbonaceous material with a Readyge mixer that is a stirrer.
As shown in Examples 5-8, it turned out that a NOx conversion rate falls with the increase in the residence time in a stirrer. This is considered to be due to the uniform coating of the coating on the surface of the carbonaceous material with an increase in the stirring time.
Here, when the residence time in the stirrer was 15 minutes exceeding the upper limit of the optimum range (1 minute or more and less than 15 minutes), the NOx conversion rate could be reduced most, but the facility cost and operating power Considering the increase, the above-mentioned optimum range is preferable.
実施例９は、撹拌機内に噴霧器を設置し、撹拌機での撹拌中に、炭材に石灰スラリーを噴霧した結果である。
撹拌中に炭材に石灰スラリーを噴霧したこと以外、略同一の条件である実施例７（撹拌前に炭材に石灰スラリーを散布）と比較して、ＮＯｘ転換率を低減できた。これは、撹拌中に炭材に石灰スラリーを噴霧したことで、撹拌中の炭材の表面に満遍なく石灰スラリーを噴霧でき、その結果、炭材の表面に均等に被覆物を被覆できたことに起因すると考えられる。
Example 9 is the result of installing a sprayer in the stirrer and spraying the lime slurry onto the carbonaceous material during stirring with the stirrer.
The NOx conversion rate could be reduced as compared with Example 7 (spreading lime slurry on charcoal before stirring), which is substantially the same condition except that the lime slurry was sprayed on charcoal during stirring. This is because the lime slurry was sprayed evenly on the surface of the stirring carbon material by spraying the lime slurry on the carbon material during the stirring, and as a result, the coating could be coated evenly on the surface of the carbon material. It is thought to be caused.
実施例１０〜１２は、石灰スラリー中の固形分の一部に、製鋼スラグ微粉を使用し、固形分中に含まれる水酸化カルシウム量を変化させた結果である。
実施例１０〜１２に示すように、固形分中の水酸化カルシウム量の減少と共に、ＮＯｘ転換率が上昇したが、ＮＯｘ転換率は２９ｍｏｌ％程度以下に低減できた。このように、ＮＯｘ転換率が上昇したのは、水酸化カルシウム量の減少に伴って、炭材表面への固形分の付着強度が低下し、炭材の表面を覆った固形物が、搬送途中で剥がれ落ちたことに起因すると考えられる。
なお、ここでは、石灰スラリー中の固形分に含まれる水酸化カルシウム量を、実施例１０では２９．０質量％（固形分の８２．９質量％）、実施例１１では２２．４質量％（固形分の６４．０質量％）、実施例１２では１４．３質量％（固形分の４０．９質量％）としたが、最適範囲内（５０質量％以上）とすることで、ＮＯｘ転換率を最大２６．２ｍｏｌ％程度まで低減できた。
Examples 10-12 are the results of using the steelmaking slag fine powder as a part of the solid content in the lime slurry and changing the amount of calcium hydroxide contained in the solid content.
As shown in Examples 10 to 12, the NOx conversion rate increased as the amount of calcium hydroxide in the solid content decreased, but the NOx conversion rate could be reduced to about 29 mol% or less. In this way, the NOx conversion rate increased because the solids adhesion strength on the surface of the carbonaceous material decreased with the decrease in the amount of calcium hydroxide, and the solid matter covering the surface of the carbonaceous material was being transported. This is thought to be due to the fact that it was peeled off.
Here, the amount of calcium hydroxide contained in the solid content in the lime slurry is 29.0% by mass in Example 10 (82.9% by mass of the solid content), and 22.4% by mass in Example 11 ( The solid content was 64.0% by mass), and in Example 12, it was 14.3% by mass (40.9% by mass of the solid content), but the NOx conversion rate was within the optimum range (50% by mass or more). Can be reduced to a maximum of about 26.2 mol%.
実施例１３は、石灰スラリー中の固形分の一部に、炭酸カルシウムを使用した結果である。
炭酸カルシウムを使用したこと以外、略同一の条件である実施例１１（製鋼スラグ微粉を使用）と比較して、ＮＯｘ転換率が低下した。これは、実施例１１で使用した製鋼スラグ微粉と比較して、炭酸カルシウムの方が、カルシウム成分以外の成分が少ないことに起因すると考えられる。
また、実施例１４は、石灰スラリー中の固形分の一部に、製鋼スラグ微粉と炭酸カルシウムの双方を使用した結果である。
実施例１４に示すように、実施例１３の条件に、更に製鋼スラグ微粉を加えた条件とすることで、実施例１３と比較して、ＮＯｘ転換率が低下した。これは、固形分中にカルシウム成分がより多く含まれたことに起因すると考えられる。なお、製鋼スラグを使用することで、資源の有効利用も図れる。
Example 13 is the result of using calcium carbonate as part of the solid content in the lime slurry.
Compared to Example 11 (using steelmaking slag fine powder), which is substantially the same condition except that calcium carbonate was used, the NOx conversion rate was reduced. This is thought to be due to the fact that calcium carbonate has fewer components other than the calcium component compared to the steelmaking slag fine powder used in Example 11.
Moreover, Example 14 is the result of using both steelmaking slag fine powder and calcium carbonate for a part of solid content in a lime slurry.
As shown in Example 14, the NOx conversion rate was reduced compared to Example 13 by adding steelmaking slag fine powder to the conditions of Example 13. This is considered to be caused by the fact that the calcium component is more contained in the solid content. In addition, effective use of resources can be achieved by using steelmaking slag.
実施例１５〜１７は、表面被覆炭材の製品水分量を変更した結果である。
実施例１５〜１７に示すように、表面被覆炭材の製品水分量を適正範囲内（９．５質量％以上１９質量％未満）とすることで、ＮＯｘ転換率を２７．８ｍｏｌ％程度まで低減でき、特に、実施例１６に示すように、表面被覆炭材の製品水分量を最適範囲内（１２．０質量％以上１６．０質量％以下）とすることで、ＮＯｘ転換率を２６．４ｍｏｌ％程度まで低減できた。
Examples 15 to 17 are results of changing the product moisture content of the surface-coated carbon material.
As shown in Examples 15 to 17, the NOx conversion rate is reduced to about 27.8 mol% by setting the product moisture content of the surface-coated carbon material within an appropriate range (9.5 mass% or more and less than 19 mass%). In particular, as shown in Example 16, the NOx conversion rate is 26.4 mol by setting the product water content of the surface-coated carbon material within the optimum range (12.0 mass% or more and 16.0 mass% or less). %.
以上に示したように、実施例１〜１７では、ＮＯｘ転換率を３０ｍｏｌ％以下（最大で２６ｍｏｌ％程度）に低減できた。このとき、焼結鉱の歩留まり（成品歩留）を７９質量％以上程度（最大で８２質量％程度）まで向上できると共に、焼結生産率を２９トン／日／ｍ２以上程度（最大で３１トン／日／ｍ２程度）まで向上できるなど、副次的効果も得られることが判明した。 As shown above, in Examples 1 to 17, the NOx conversion rate could be reduced to 30 mol% or less (up to about 26 mol%). At this time, the yield (product yield) of the sintered ore can be improved to about 79% by mass or more (about 82% by mass at the maximum), and the sintering production rate is about 29 tons / day / m 2 or more (31 at the maximum). It has been found that a secondary effect can also be obtained, such as an improvement to about tons / day / m 2 .
次に、上記した鍋試験における実施例の効果を、実機の焼結機で確認した。
パレット幅５．５ｍ、ストランド長１２０ｍ、焼結面積６６０ｍ２の焼結機を用い、層厚７２０ｍｍ、吸引負圧１８．３ｋＰａの操業条件において、炭材の一部を粉コークスから表面被覆炭材に振り替え操業評価試験を行った。焼結原料の条件としては、ブレンド鉱石６４.４質量％、石灰石１０．８質量％、生石灰１．２質量％、ドロマイト２．８質量％、及び返鉱２０．８質量％の焼結配合原料をベースに、炭材３．８質量％（外枠配合）中の３．６質量％を表面被覆炭材に置き換えた。
Next, the effect of the Example in the above-mentioned pan test was confirmed with an actual sintering machine.
Using a sintering machine with a pallet width of 5.5 m, a strand length of 120 m, and a sintering area of 660 m 2 , a part of the charcoal is converted from powdered coke to a surface-coated charcoal under the operating conditions of a layer thickness of 720 mm and a suction negative pressure of 18.3 kPa. A transfer operation evaluation test was conducted. The sintering raw materials were as follows: blended ore 64.4% by mass, limestone 10.8% by mass, quick lime 1.2% by mass, dolomite 2.8% by mass, and return mineral 20.8% by mass Based on the above, 3.6% by mass in 3.8% by mass (blended outer frame) of carbon material was replaced with surface-coated carbon material.
表面被覆炭材は、図２に示す製造工程で連続して改質処理を行った。
撹拌機１２にダウミキサーを用い、固形分の濃度が４０質量％の石灰スラリーと、炭材とを撹拌し、石灰スラリー中の固形分で炭材の表面を被覆して、表面被覆炭材を製造した。この際における固形分は、水酸化カルシウムが８２．９質量％、製鋼スラグ微粉が１０質量％となるように調整した。また、製造された表面改質炭材は、直列２系統に配置されたドラムミキサーのうち、後段のドラムミキサー（混合機１１）の出側から３ｍの位置に、投入用ベルトコンベア１７で供給した。
The surface-coated carbon material was subjected to a modification treatment continuously in the manufacturing process shown in FIG.
Using a Dow mixer for the stirrer 12, the lime slurry having a solid content of 40% by mass and the carbon material are agitated, and the surface of the carbon material is coated with the solid content in the lime slurry, and the surface-coated carbon material is obtained. Manufactured. The solid content at this time was adjusted so that calcium hydroxide was 82.9% by mass, and the steelmaking slag fine powder was 10% by mass. Moreover, the manufactured surface-modified carbonaceous material was supplied by the charging belt conveyor 17 to a position 3 m from the outlet side of the subsequent drum mixer (mixer 11) among the drum mixers arranged in two series. .
粉コークスを表面被覆炭材へ振り替えたことにより、ＮＯｘ転換率は、３０．７ｍｏｌ％から２７．０ｍｏｌ％へと低減できることが、実機の焼結機で確認された。また、成品歩留が２．０質量％向上すると共に、焼結生産率が約３．１％改善するなど、副次的な操業改善効果も得られることが判明した。
以上のことから、本発明の炭材の改質処理設備を使用することで、低温領域でのＮＯｘの発生を経済的に抑制できることを確認できた。
It was confirmed with an actual sintering machine that the NOx conversion rate can be reduced from 30.7 mol% to 27.0 mol% by changing the powder coke to the surface-coated carbon material. Further, it has been found that a secondary operation improvement effect is obtained such that the product yield is improved by 2.0% by mass and the sintering production rate is improved by about 3.1%.
From the above, it has been confirmed that the use of the carbonaceous material reforming equipment of the present invention can economically suppress the generation of NOx in a low temperature region.
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の炭材の改質処理設備を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、表面被覆炭材の被覆物が、石灰スラリー中の固形分である水酸化カルシウム、更には製鋼スラグ微粉や炭酸カルシウムを含有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。つまり、被覆物がカルシウム成分を３６質量％以上含有していれば、製鋼スラグ微粉や炭酸カルシウム以外に、粉鉄鉱石やダスト、その他の原料が含まれていてもよい。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the matters described in the scope of claims. Other embodiments and modifications conceivable within the scope are also included. For example, a case in which the carbonaceous material reforming treatment facility of the present invention is configured by combining some or all of the above-described embodiments and modifications is also included in the scope of the right of the present invention.
Moreover, in the said embodiment, although the coating of the surface covering carbon material demonstrated the case where calcium hydroxide which is solid content in a lime slurry, and also steelmaking slag fine powder and calcium carbonate were described, it is limited to this. Is not to be done. That is, if the coating contains 36% by mass or more of the calcium component, in addition to the steelmaking slag fine powder and calcium carbonate, fine iron ore, dust, and other raw materials may be included.
１０、１０ａ、１０ｂ：炭材の改質処理設備、１１：混合機、１２：撹拌機、１３：噴霧器、１４：スラリー化槽、１５：撹拌槽、１６：コンベア、１７：コンベア、１８〜２０：貯留ホッパー 10, 10a, 10b: Carbonaceous material reforming treatment equipment, 11: mixer, 12: stirrer, 13: sprayer, 14: slurrying tank, 15: stirring tank, 16: conveyor, 17: conveyor, 18-20 : Storage hopper
Claims (7)
前記カルシウム成分を含有する固形分の濃度が１０質量％以上５０質量％未満の石灰スラリーと、前記炭材とを撹拌し、該石灰スラリー中の固形分で前記炭材の表面を被覆する撹拌機を有することを特徴とする炭材の改質処理設備。 Manufactures a surface-coated carbon material in which a coating containing 36% by mass or more of a calcium component is coated on the surface of a carbon material used as a sintering raw material in a ratio of 2% by mass to less than 30% by mass with respect to the carbon material. The carbonaceous material reforming treatment equipment for mixing the surface-coated carbonaceous material and the sintered blending raw material with a mixer to make the sintered raw material,
The stirrer which stirs the lime slurry having a solid content concentration of 10% by mass or more and less than 50% by mass and the carbon material, and coats the surface of the carbon material with the solid content in the lime slurry. A carbonaceous material reforming treatment facility characterized by comprising:
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