JP2013079433A - 非焼成塊成鉱の養生装置及び非焼成塊成鉱の養生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単であり、養生作業を効率的にかつ安定して実施することが可能な非焼成塊成鉱の養生装置及び非焼成塊成鉱の養生方法を提供する。
【解決手段】含鉄原料にバインダを混合して成形された造粒材Ｐ_０を養生することによって非焼成塊成鉱を製造する非焼成塊成鉱の養生装置１０であって、造粒材Ｐ_０が載置される積載部２０と、積載部２０に対して造粒材Ｐ_０を供給して積み付けを行う積み付け機３０と、積載部２０から養生後の造粒材Ｐ_１を払い出す払い出し機４０と、を備えており、積載部２０は、水平面に対して傾斜した傾斜面２２を有し、傾斜面２２上に造粒材Ｐ_０が積み付けられることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば高炉等の原料として用いられる非焼成塊成鉱に関する。特に、非焼成塊成鉱の養生装置及び非焼成塊成鉱の養生方法に関するものである。

上述の非焼成塊成鉱は、例えば製鉄所内の回収ダストや微粉鉄鉱石等の含鉄原料を高炉の原料として使用する際に用いられるものである。このような非焼成塊成鉱は、上述の含鉄原料とセメント等のバインダとを混合してペレット状に成形し、このペレットを養生することで製造される。
ここで、ペレットの養生を山積みの状態で実施すると、自重によってペレット同士が圧着してしまうことになる。そこで、従来は、非特許文献１に開示されているように、ペレットの養生を１次養生と２次養生の２段階に分けて実施している。まず、短期間の１次養生を行って一定の強度を確保した後にペレット同士を分離する。その後、再度、ペレットを山積みして２次養生を実施するのである。

ここで、非特許文献１に記載されたように、ペレットをヤード等に山積みして養生する場合、山の内部と表層とでは養生状態に差が生じ、強度にばらつきが生じるおそれがあった。このため、２次養生のために積み替えを行う際に、養生が進んでいない部位に存在したペレットが粉化してしまうといった問題があった。
また、ヤードに山積みした状態で１次養生、２次養生を行う場合には、ペレットの積み付け作業を重機等によって実施することになり、自動化、効率化が困難であった。

そこで、例えば特許文献１には、バインダの混合量を積載位置（上下位置）に応じて変更することにより、養生後の非焼成塊成鉱の品質の安定化を図る技術が提案されている。
また、例えば特許文献２，３には、ペレット等の養生を効率的に実施する装置が提案されている。

特開平０６−１４５８２４号公報 特開昭６１−１９５９３２号公報 特許第４３２７２２２号公報

佐藤ら；製鉄研究 第２９９号（１９７９）ｐ．３５−５１

ところで、特許文献１のように、ペレットを山積みする場合には、ペレット同士の圧着を防止するために、山積み高さを低くする必要があった。また、バインダとなるセメントの配合量及び積み付け作業を厳密に管理する必要があった。このため、養生を効率良く実施することができなかった。
また、特許文献２，３に記載された装置は、構造が複雑で大型であり、初期投資額が大きくなるといった問題があった。

さらに、高炉原料としてセメントは不要であることから、セメントの含有量を低減することが求められていた。しかしながら、バインダであるセメントの含有量を低減した場合には、養生前のペレットの強度が不足してしまい、取り扱い性が低下してしまうといった問題があった。

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、構造が簡単であり、養生作業を効率的にかつ安定して実施することが可能な非焼成塊成鉱の養生装置及び非焼成塊成鉱の養生方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る非焼成塊成鉱の養生装置は、含鉄原料にバインダを混合して成形された造粒材を養生することによって非焼成塊成鉱を製造する非焼成塊成鉱の養生装置であって、前記造粒材が載置される載積部と、前記載積部に対して前記造粒材を供給して積み付けを行う積み付け機と、前記載積部から養生後の前記造粒材を払い出す払い出し機と、を備えており、前記載積部は、水平面に対して傾斜した傾斜面を有し、該傾斜面上に前記造粒材が載置されることを特徴としている。

また、本発明に係る非焼成塊成鉱の養生方法は、含鉄原料にバインダを混合して成形された造粒材を養生することによって非焼成塊成鉱を製造する非焼成塊成鉱の養生方法であって、水平面に対して傾斜した傾斜面を有する載積部に前記造粒材を供給して積み付けを行い、前記傾斜面上に前記造粒材を載置して養生を行うことを特徴としている。

このような構成の非焼成塊成鉱の養生装置及び非焼成塊成鉱の養生方法においては、傾斜面を有する積載部に造粒材を供給して積み付けを行い、傾斜面上に前記造粒材を載置しているので、造粒材の自重の一部が傾斜面によって支持されることになり、造粒材同士の圧着を抑制することができる。
また、傾斜面に沿うように造粒材が載置されることになるので、積み付け厚さが均一化されることになり、養生後の強度のばらつきを抑制することができ、粉化を抑制することができる。

さらに、傾斜面に対して造粒材を供給していることから、造粒材の落下高さが低くなり、養生前の造粒材の強度を過度に高くする必要はない。よって、造粒材におけるセメントの含有量を低減することができ、養生時間の短縮を図ることができる。
また、積載部と積み付け機と払い出し機とを備えたものであって構造が簡単であり、初期投資額を低減することができる。

ここで、本発明に係る非焼成塊成鉱の養生装置及び非焼成塊成鉱の養生方法において、前記傾斜面の傾斜角が、前記造粒材の安息角よりも大きくされていることが好ましい。
この場合、下方に位置する造粒材を排出した際に、上方に位置する造粒材が崩れて落下することになり、排出作業を円滑に実施することができる。また、造粒材の層厚さが厚くなりすぎることが防止され、積載部の内部と表層との養生後の造粒材の強度ばらつきを抑制できる。

また、本発明に係る非焼成塊成鉱の養生装置においては、前記払い出し機と前記積み付け機とを同期して動作させる制御部を備えていることが好ましい。
さらに、本発明に係る非焼成塊成鉱の養生方法においては、養生後の前記造粒材を払い出した箇所に、養生前の前記造粒材を順次供給して積み付けを行い、払い出し作業と積み付け作業とを連動して実施することが好ましい。

この場合、養生後の前記造粒材を払い出した箇所に、養生前の前記造粒材を順次供給することにより、養生作業を連続して実施することが可能となる。また、養生時間が均一化されることにより、強度のばらつきを抑制できる。さらに、前記払い出し機と前記積み付け機とを同期して動作させる制御部を備えることで、上述のように養生作業を連続して実施することができ、養生作業の自動化及び効率化を図ることができる。

また、本発明に係る非焼成塊成鉱の養生装置においては、前記積載部に載置された前記造粒材を加熱する加熱手段を備えていることが好ましい。
さらに、本発明に係る非焼成塊成鉱の養生方法においては、前記積載部を加熱することにより、養生を促進することが好ましい。
この場合、積載部に載置された造粒材を加熱することによって養生を促進することが可能となり、養生時間の短縮を図ることができる。

また、本発明に係る非焼成塊成鉱の養生装置においては、載置された前記造粒材に対してガスを導入するガス導入手段を備えていることが好ましい。
さらに、本発明に係る非焼成塊成鉱の養生方法においては、前記積載部に載置された前記造粒材に対してＣＯ_２含有ガスを導入することが好ましい。
この場合、造粒材に対してＣＯ_２含有ガスを導入することにより、養生時間の短縮を図ることが可能となる。なお、ガス導入手段からは、ＣＯ_２含有ガス以外のガスを前記造粒材に対して導入してもよい。例えば、蒸気を前記造粒材に対して導入して、養生の促進を図っても良い。

上述のように、本発明によれば、構造が簡単であり、養生作業を効率的にかつ安定して実施することが可能な非焼成塊成鉱の養生装置及び非焼成塊成鉱の養生方法を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態である非焼成塊成鉱の養生方法のフロー図である。 本発明の一実施形態である非焼成塊成鉱の養生装置の概略断面説明図である。 図２に示す非焼成塊成鉱の養生装置の概略上面説明図である。 積載部の拡大断面説明図である。 積み付け機及び払い出し機の動作を示す説明図である。

以下に、本発明の一実施形態である非焼成塊成鉱の養生装置及び非焼成塊成鉱の養生方法について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
本実施形態である非焼成塊成鉱の養生装置１０及び非焼成塊成鉱の養生方法は、高炉原料となる非焼成塊成鉱を製造するものである。

はじめに、本実施形態である非焼成塊成鉱の養生方法について、図１に示すフロー図を用いて説明する。
まず、製鉄所内の回収ダストや微粉鉄鉱石等の含鉄原料に、バインダとしてセメントを混練する（混練工程Ｓ０１）。なお、バインダとしてのセメントの混合比率は、原料中のカーボン含有量が上昇する程、必要強度が高い程、増加する。その範囲は、普通、３ｗｔ％以上１２ｗｔ％以下の範囲内としている。

次に、含鉄原料とセメントとの混合物をパンペレタイザに供給し、ペレットＰ_０に成形する（造粒工程Ｓ０２）。
成形されたペレットＰ_０を、５〜１０ｍｍのスクリーンを用いて分級する（分級工程Ｓ０３）。この分級工程Ｓ０３により、成形不良の生ペレットを排除する。

次に、このペレットＰ_０を、後述する本実施形態である非焼成塊成鉱の養生装置１０を用いて養生を行う（１次養生工程Ｓ０４）。
そして、この１次養生工程Ｓ０４を実施したペレットＰ_１を高炉近傍ヤードに積み上げて、２次養生を行う（２次養生工程Ｓ０５）。この２次養生工程Ｓ０５においては、高炉内へ装入可能な強度を得るために行うものである。

次に、１次養生工程Ｓ０４において用いられる本実施形態である非焼成塊成鉱の養生装置１０について、図２から図５を用いて説明する。
本実施形態である非焼成塊成鉱の養生装置１０は、造粒工程Ｓ０２において成形されたペレットＰ_０が載置される積載部２０と、積載部２０に対してペレットＰ_０を供給する積み付け機３０と、積載部２０から養生後のペレットＰ_１を払い出す払い出し機４０と、を備えている。

ここで、積載部２０は、図２に示すように、水平面に平行な底面部２１と、水平面に対して傾斜した傾斜面部２２と、を備えている。本実施形態では、図３に示すように、一対の積載部２０Ａ、２０Ｂが、上面視して、基準線Ｏを中心に線対称となるように、かつ、基準線Ｏに沿って延在するように設けられている。つまり、図２に示すように、基準線Ｏに直交する断面において等脚台形状をなし、基準線Ｏに沿って延在するバンク部２４が形成され、このバンク部２４の両側に積載部２０Ａ、２０Ｂが形成されているのである。

ここで、図２に示すように、延在方向に直交する断面における傾斜面部２２と水平面とがなす角度θ（傾斜面部２２の傾斜角θ）は、５０°≦θ≦６０°の範囲内に設定されている。なお、ペレットＰ_０，Ｐ_１の安息角αは、α＝２９〜３０°とされていることから、傾斜面部２２と水平面とがなす角度θは、積載部２０に載置されるペレットＰ_０，Ｐ_１の安息角αよりも大きくなるように設定されているのである。なお、安息角αは、球形からずれる程大きくなり、例えばまくら型のブリケットでは３３〜３５°となる。

また、傾斜面部２２には、図４に示すように、複数の蒸気配管２７が配設されている。なお、これらの蒸気配管２７には、鋼材等からなるカバー材２８が配設されており、積み付けられたペレットＰ_０の一部がカバー材２８部分に堆積することによって蒸気配管２７が保護される構造（いわゆる、ストーンボックス構造）とされているのである。
なお、本実施形態においては、図２及び図３に示すように、少なくとも積載部２０が屋内に収容されている。

積み付け機３０は、図２及び図３に示すように、傾斜面部２２の上方に位置しており、バンク部２４の上面を基準線Ｏに沿って進退自在に移動する構成とされている。この積み付け機３０は、図２に示すように、ペレットＰ_０を積載部２０側へと移送するコンベア部３１を備えており、このコンベア部３１の移動方向を切り替えることにより、一対の積載部２０Ａ、２０ＢにそれぞれペレットＰ_０を選択的に供給可能な構成とされている。
この積み付け機３０には、図３に示すように、ペレット供給ライン１３が接続されている。このペレット供給ライン１３の上流側には、図示しないパンペレタイザ（造粒機）及び分級用スクリーンが接続されている。

払い出し機４０は、積載部２０の底面部２１の上に位置するスクリューコンベア部４１と、スクリューコンベア部４１からペレットＰ_１を受けるホッパー部４２と、を備えている。そして、ホッパー部４２の下方には、排出コンベア４５が配設されている。
ここで、スクリューコンベア部４１及びホッパー部４２とは、基準線Ｏに平行に配設されたレール部４４に沿って進退自在に移動する構成とされている。
本実施形態では、図３に示すように、一つの積載部２０に一つの払い出し機４０が配設されている。つまり、２台の払い出し機４０Ａ、４０Ｂが配設されているのである。

また、排出コンベア４５は、排出装置１４に接続されている、排出装置１４には、スクリーンが設けられており、分級されたペレットＰ_１が外部へと搬出され、分級によって除去された粉末が回収ライン１５を介して回収されることになる。

ここで、積み付け機３０と払い出し機４０とは、制御部（図示無し）によって同期して動作する構成とされている。
本実施形態では、図５に示すように、払い出し機４０が養生後のペレットＰ_１を払い出した箇所に、養生前のペレットＰ_０を積み付け機３０によって積載部２０に供給するのである。すなわち、積み付け機３０が、払い出し機４０の後ろを追従するように移動するのである。

図３に示すように、払い出し作業と積み付け作業は、一方の積載部２０Ａで実施した後に、他方の積載部２０Ｂで実施するように構成されている。すなわち、図３において、一方の積載部２０Ａにおいて払い出し機４０Ａが左から右へと移動して払い出し作業を行い、この払い出し機４０Ａを追従するように、積み付け機３０が左から右へと移動して積み付け作業を行う。このとき、積み付け機３０は、一方の積載部２０Ａ側にのみペレットＰ_０を供給するように、コンベア部３１を動作させる。一方の積載部２０Ａ側の払い出し作業と積み付け作業とが終了したら、他方の積載部２０Ｂの払い出し機４０Ｂを右から左へと移動させて払い出し作業を行い、この払い出し機４０Ｂに追従するように、積み付け機３０が右から左へと移動して積み付け作業を行う。このとき、積み付け機３０は、他方の積載部２０Ｂ側にのみペレットＰ_０を供給するように、コンベア部３１を動作させる。

ここで、積み付け機３０によってペレットＰ_０を積み付けた後、払い出し機４０によって払い出すまでの期間に養生が行われることになる。このとき、積載部２０に配設された蒸気配管２７に対して蒸気を導入することによって積載部２０が加熱されていることから、ペレットＰ_０の養生が促進されることになる。
このようにして、積み付け作業、養生作業、払い出し作業が、連続的に実施されるのである。

上述のような構成とされた本実施形態である非焼成塊成鉱の養生装置１０及び非焼成塊成鉱の養生方法によれば、傾斜面部２２を有する積載部２０にペレットＰ_０を供給し、傾斜面部２２上にペレットＰ_０を積み付けているので、ペレットＰ_０の自重の一部が傾斜面部２２によって支持されることになり、ペレットＰ_０の自重によってペレットＰ_０同士が圧着されることを抑制できる。
また、傾斜面部２２に沿うようにペレットＰ_０が積み付けられるので、積み付け厚さが均一化されることになり、養生後のペレットＰ_１における強度のばらつきを抑制することができる。よって、養生後のペレットＰ_１の粉化を抑制することができる。

さらに、傾斜面部２２に対してペレットＰ_０を供給していることから、ペレットＰ_０の落下高さが低くなり、養生前のペレットＰ_０の強度を過度に高くする必要はない。よって、ペレットＰ_０におけるセメントの含有量を低減することができ、養生時間の短縮を図ることができる。
また、積載部２０と積み付け機３０と払い出し機４０とを備えたものであって構造が簡単であり、初期投資額を低減することができる。

さらに、本実施形態では、傾斜面部２２と水平面とがなす角度θは、積載部２０に積み付けられるペレットＰ_０，Ｐ_１の安息角αよりも大きくなるように設定されており、具体的には、５０°≦θ≦６０°の範囲内に設定されているので、底面部２１側に位置するペレットＰ_１を払い出すことで、上方に位置するペレットＰ_１が崩れ落ちることになり、払い出し作業を円滑に実施することができる。また、ペレットＰ_０の積み付け厚さが厚くなりすぎることが防止され、積載部２０の内部と表層とでの養生後のペレットＰ_１の強度ばらつきを抑制できる。

また、本実施形態においては、積載部２０に蒸気配管２７が配設されており、この蒸気配管２７に蒸気を導入することで積載部２０の加熱を行う構成とされているので、積載部２０に積み付けられたペレットＰ_０の養生を促進することができ、養生時間の短縮を図ることが可能となる。さらに、この蒸気配管２７がストーンボックス構造によって保護されているので、蒸気配管２７の早期劣化を防止することができる。

さらに、本実施形態では、積み付け機３０と払い出し機４０とが、制御部によって同期して動作する構成とされており、図５に示すように、払い出し機４０が養生後のペレットＰ_１を払い出した箇所に、養生前のペレットＰ_０を積み付け機３０によって積載部２０に積み付ける構成とされているので、積み付け作業、養生作業、払い出し作業が、連続的に実施されることになり、養生作業の自動化及び効率化を図ることができる。また、養生時間が均一化されることにより、養生後のペレットＰ_１の強度ばらつきを抑制できる。
特に、本実施形態では、基準線Ｏに沿って延在する断面等脚台形状をなすバンク部２４を有し、このバンク部２４の両側がそれぞれ積載部２０（２０Ａ、２０Ｂ）とされており、一対の払い出し機４０Ａ、４０Ｂと積み付け機３０とが同期して動作する構成とされているので、積み付け作業、養生作業、払い出し作業を一連のサイクルで実施することができる。

以上、本発明の実施形態である非焼成塊成鉱の養生装置及び非焼成塊成鉱の養生方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、パンペレタイザによって成形されたペレットを用いるものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の方式で成形された造粒材であってもよい。

また、払い出し機がスクリューコンベアを備えたものとして説明したが、これに限定されることはなく、積み付けられたペレットを払い出すことが可能な構造のものであれば、他の構造のものであってもよい。
さらに、積み付け機についても、本実施形態に限定されることはなく、他の構造の積み付け機であってもよい。

また、蒸気配管に蒸気を導入することで積載部を加熱する構成として説明したが、このような加熱手段を備えていなくてもよいし、他の構造の加熱手段を備えていてもよい。
さらに、積載部に積み付けられたペレットに対してＣＯ_２含有ガスを導入するガス導入手段を備えていてもよい。

また、積載部の傾斜面部と水平面とがなす角度θ（傾斜面部の傾斜角θ）を、５０°≦θ≦６０°に設定したもので説明したが、これに限定されることはない。なお、積み付ける造粒材の性状に応じて傾斜角θを設定することが好ましい。

１０ 非焼成塊成鉱の養生装置
２０ 積載部
２２ 傾斜面部（傾斜面）
２７ 蒸気配管（加熱手段）
３０ 積み付け機
４０ 払い出し機
Ｐ_０ 養生前のペレット（造粒材）
Ｐ_１ 養生後のペレット（造粒材）

Claims (10)

1. 含鉄原料にバインダを混合して成形された造粒材を養生することによって非焼成塊成鉱を製造する非焼成塊成鉱の養生装置であって、
   前記造粒材が載置される載積部と、前記載積部に対して前記造粒材を供給して積み付けを行う積み付け機と、前記載積部から養生後の前記造粒材を払い出す払い出し機と、を備えており、
   前記載積部は、水平面に対して傾斜した傾斜面を有し、該傾斜面上に前記造粒材が載置されることを特徴とする非焼成塊成鉱の養生装置。
2. 前記傾斜面の傾斜角が、前記造粒材の安息角よりも大きくされていることを特徴とする請求項１に記載の非焼成塊成鉱の養生装置。
3. 前記払い出し機と前記積み付け機とを同期して動作させる制御部を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非焼成塊成鉱の養生装置。
4. 前記載積部には、載置された前記造粒材を加熱する加熱手段を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の非焼成塊成鉱の養生装置。
5. 前記載積部には、載置された前記造粒材に対してガスを導入するガス導入手段を備えていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の非焼成塊成鉱の養生装置。
6. 含鉄原料にバインダを混合して成形された造粒材を養生することによって非焼成塊成鉱を製造する非焼成塊成鉱の養生方法であって、
   水平面に対して傾斜した傾斜面を有する載積部に前記造粒材を供給して積み付けを行い、前記傾斜面上に前記造粒材を載置して養生を行うことを特徴とする非焼成塊成鉱の養生方法。
7. 前記傾斜面の傾斜角が、前記造粒材の安息角よりも大きくされていることを特徴とする請求項６に記載の非焼成塊成鉱の養生方法。
8. 養生後の前記造粒材を払い出した箇所に、養生前の前記造粒材を順次供給して積み付けを行い、払い出し作業と積み付け作業とを連動して実施することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の非焼成塊成鉱の養生方法。
9. 前記載積部を加熱することにより、養生を促進することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の非焼成塊成鉱の養生方法。
10. 前記載積部に載置された前記造粒材に対してＣＯ_２含有ガスを導入することを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の非焼成塊成鉱の養生方法。

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