JP2024029278A - Sintered ore manufacturing method and sintering machine - Google Patents
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Abstract
【課題】 焼結鉱を製造する際に、装入層内における炭材の燃焼と焼結原料の溶融の進行状況とを精度良く測定し、炭材の燃焼及び焼結原料の溶融の進行状況を必要に応じて適正化する。【解決手段】 本発明に係る焼結鉱の製造方法は、循環移動するパレット26に焼結原料を装入して装入層を形成させ、点火炉20を用いて前記装入層の上表層を点火し、前記装入層の下方から空気を吸引して前記焼結原料に含まれる炭材を燃焼させて焼結ケーキとし、その後、前記焼結ケーキを排鉱部から排出して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、点火後の装入層の収縮量または収縮速度を測定し、前記装入層の収縮量または収縮速度が所定の範囲内になるように、前記装入層の初期充填密度を調整する。【選択図】 図1[Problem] When producing sintered ore, accurately measure the progress of combustion of carbonaceous materials and melting of sintered raw materials in the charging layer, and measure the progress of combustion of carbonaceous materials and melting of sintered raw materials. Optimize as necessary. [Solution] In the method for producing sintered ore according to the present invention, a sintering raw material is charged into a circulating pallet 26 to form a charging layer, and an upper surface layer of the charging layer is formed using an ignition furnace 20. is ignited, air is sucked in from below the charging layer, and the carbonaceous material contained in the sintering raw material is burned to form a sintered cake.Then, the sintered cake is discharged from the ore discharge section and sintered. A method for producing sintered ore, the method comprising: measuring the amount of shrinkage or shrinkage speed of the charging layer after ignition, and adjusting the amount or speed of shrinkage of the charging layer to be within a predetermined range; Adjusting the initial packing density of the charge layer. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、高炉用原料である焼結鉱の製造方法、及び、焼結鉱を製造する焼結機に関する。 The present invention relates to a method for producing sintered ore, which is a raw material for a blast furnace, and a sintering machine for producing sintered ore.
高炉用原料である焼結鉱は、一般に、鉄鉱石粉、製鉄所内回収粉、焼結鉱篩下粉などの鉄含有原料と、石灰石及びドロマイトなどの含CaO原料と、粉コークスや無煙炭などの炭材(固体燃料)とを焼結原料として、無端移動型焼結機であるドワイトロイド焼結機(以下、「焼結機」と記載する)を用いて製造される。 Sintered ore, which is a raw material for blast furnaces, is generally made up of iron-containing raw materials such as iron ore powder, recovered powder in steel works, and sintered ore unsieved powder, CaO-containing raw materials such as limestone and dolomite, and charcoal such as coke powder and anthracite. It is manufactured using a Dwight Lloyd sintering machine (hereinafter referred to as "sintering machine"), which is an endless moving sintering machine, using a solid fuel as a sintering raw material.
焼結原料は、焼結機の無端移動式のパレットに装入され、装入層が形成される。装入層の厚み(高さ)は400~800mm前後である。その後、装入層の上方に設置された点火炉により、この装入層中の炭材に点火される。パレットの下に配設されている風箱を介して空気を下方に吸引することにより、装入層中の炭材を順次燃焼させる。この燃焼は、パレットの移動につれて次第に下層に且つ前方に進行する。このときに発生する燃焼熱によって、焼結原料が燃焼、溶融し、焼結ケーキが生成される。その後、得られた焼結ケーキは、排鉱部において破砕され、クーラーで冷却され、整粒されて成品焼結鉱となる。 The sintering raw material is charged into an endlessly movable pallet of the sintering machine to form a charging layer. The thickness (height) of the charged layer is approximately 400 to 800 mm. Thereafter, the charcoal material in this charging layer is ignited by an ignition furnace installed above the charging layer. The carbonaceous material in the charging layer is sequentially combusted by sucking air downward through a wind box placed under the pallet. This combustion progresses progressively downward and forward as the pallet moves. The combustion heat generated at this time burns and melts the sintering raw material, producing a sintered cake. Thereafter, the obtained sintered cake is crushed in an ore discharge section, cooled in a cooler, and sized to become a finished sintered ore.
上述した焼結機では、焼結鉱の強度及び歩留まり向上の観点から、装入層内における炭材の燃焼と焼結原料の溶融の進行状況とを把握して適正化することが重要であり、例えば、特許文献1には、装入層内の温度及び焼結速度の測定を目的とした、パレットの底面から突出し、温度測定部を2以上備える温度測定装置が開示されている。
In the above-mentioned sintering machine, from the viewpoint of improving the strength and yield of sintered ore, it is important to understand and optimize the combustion of carbonaceous material in the charging layer and the progress of melting of the sintering raw material. For example,
しかしながら、上記従来技術には以下の問題がある。 However, the above conventional technology has the following problems.
即ち、特許文献1では、装入層内の温度を温度測定装置で測定しているが、例えば、装入層内に生じた局所的な空隙や装入層とパレットとの境界を通して空気が過剰に吸引されるなどの外乱因子により、炭材の燃焼及び焼結原料の溶融の進行状況に拘わらず、装入層内の温度は低下する。そのため、装入層内の温度は、必ずしも装入層内における炭材の燃焼及び焼結原料の溶融の進行状況のみを反映するものでは無く、炭材の燃焼及び焼結原料の溶融の進行の指標として用いるには誤差が大きいという課題があった。
That is, in
本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、焼結鉱を製造する際に、装入層内における炭材の燃焼と焼結原料の溶融の進行状況とを精度良く測定し、必要に応じて、炭材の燃焼及び焼結原料の溶融の進行状況を適正化できる焼結鉱の製造方法及び焼結機を提供することである。 The present invention was made in view of these problems, and its purpose is to monitor the progress of combustion of carbonaceous material and melting of sintered raw materials in the charging layer when producing sintered ore. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing sintered ore and a sintering machine that can accurately measure the progress of combustion of carbonaceous materials and melting of sintering raw materials as necessary.
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。 The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1] 循環移動するパレットに焼結原料を装入して装入層を形成させ、点火炉を用いて前記装入層の上表層を点火し、前記装入層の下方から空気を吸引して前記焼結原料に含まれる炭材を燃焼させて焼結ケーキとし、その後、前記焼結ケーキを排鉱部から排出して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、点火後の装入層の収縮量を測定し、前記装入層の収縮量が所定の範囲内になるように、前記装入層の初期充填密度を調整することを特徴とする、焼結鉱の製造方法。 [1] Sintering raw materials are charged into a circulating pallet to form a charging layer, the upper surface layer of the charging layer is ignited using an ignition furnace, and air is sucked from below the charging layer. A method for producing sintered ore, comprising: burning the carbonaceous material contained in the sintering raw material to produce a sintered cake, and then discharging the sintered cake from an ore discharge section to produce sintered ore, the method comprising: A method of producing sintered ore, characterized in that the amount of shrinkage of the subsequent charging layer is measured, and the initial packing density of the charging layer is adjusted so that the amount of shrinkage of the charging layer is within a predetermined range. Production method.
[2] 循環移動するパレットに焼結原料を装入して装入層を形成させ、点火炉を用いて前記装入層の上表層を点火し、前記装入層の下方から空気を吸引して前記焼結原料に含まれる炭材を燃焼させて焼結ケーキとし、その後、前記焼結ケーキを排鉱部から排出して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、点火後の装入層の収縮速度を測定し、前記装入層の収縮速度が所定の範囲内になるように、前記装入層の初期充填密度を調整することを特徴とする、焼結鉱の製造方法。 [2] Sintering raw materials are charged into a circulating pallet to form a charging layer, the upper surface layer of the charging layer is ignited using an ignition furnace, and air is sucked from below the charging layer. A method for producing sintered ore, comprising: burning the carbonaceous material contained in the sintering raw material to produce a sintered cake, and then discharging the sintered cake from an ore discharge section to produce sintered ore, the method comprising: A method of producing sintered ore characterized by measuring the shrinkage rate of the later charged layer and adjusting the initial packing density of the charged layer so that the shrinkage rate of the charged layer falls within a predetermined range. Production method.
[3] 前記測定を、パレットの幅方向において2つ以上の場所で測定し、前記装入層の初期充填密度をパレットの幅方向で調整することを特徴とする、[1]に記載の焼結鉱の製造方法。 [3] The baking method according to [1], wherein the measurement is performed at two or more locations in the width direction of the pallet, and the initial packing density of the charged layer is adjusted in the width direction of the pallet. Method for producing concretions.
[4] 前記測定を、パレットの幅方向において2つ以上の場所で測定し、前記装入層の初期充填密度をパレットの幅方向で調整することを特徴とする、[2]に記載の焼結鉱の製造方法。 [4] The baking method according to [2], wherein the measurement is performed at two or more locations in the width direction of the pallet, and the initial packing density of the charged layer is adjusted in the width direction of the pallet. Method for producing concretions.
[5] 前記測定を、パレットの移動方向において2つ以上の場所で測定することを特徴とする、[1]に記載の焼結鉱の製造方法。 [5] The method for producing sintered ore according to [1], wherein the measurement is performed at two or more locations in the direction of movement of the pallet.
[6] 前記測定を、パレットの移動方向において2つ以上の場所で測定することを特徴とする、[2]に記載の焼結鉱の製造方法。 [6] The method for producing sintered ore according to [2], wherein the measurement is performed at two or more locations in the direction of movement of the pallet.
[7] 前記測定を、パレットの移動方向において2つ以上の場所で測定することを特徴とする、[3]に記載の焼結鉱の製造方法。 [7] The method for producing sintered ore according to [3], wherein the measurement is performed at two or more locations in the direction of movement of the pallet.
[8] 前記測定を、パレットの移動方向において2つ以上の場所で測定することを特徴とする、[4]に記載の焼結鉱の製造方法。 [8] The method for producing sintered ore according to [4], wherein the measurement is performed at two or more locations in the direction of movement of the pallet.
[9] 前記測定は、前記装入層の上面の高さ位置を測定することを特徴とする、[1]から[8]のいずれかに記載の焼結鉱の製造方法。 [9] The method for producing sintered ore according to any one of [1] to [8], wherein the measurement includes measuring the height position of the upper surface of the charging layer.
[10] 前記測定は、前記装入層に接触せずに測定することを特徴とする、[9]に記載の焼結鉱の製造方法。 [10] The method for producing sintered ore according to [9], wherein the measurement is performed without contacting the charging layer.
[11] 循環移動するパレットと、前記パレットに焼結原料を装入して装入層を形成する給鉱部と、前記装入層の表層の炭材に点火する点火炉と、前記パレットの下方に設置された、前記装入層の下方から空気を吸引する風箱とを有し、前記焼結原料に含まれる炭材の燃焼熱によって焼結原料を焼結する焼結機であって、点火後の前記装入層の収縮量を測定する位置測定装置を有し、前記装入層の収縮量が所定の範囲内になるように、前記装入層の初期充填密度を調整する機能を有することを特徴とする焼結機。 [11] A pallet that moves in circulation, an ore feeding section that charges sintering raw materials into the pallet to form a charging layer, an ignition furnace that ignites carbon material in the surface layer of the charging layer, and The sintering machine has a wind box installed below to suck air from below the charging layer, and sinters the sintering raw material using combustion heat of carbonaceous material contained in the sintering raw material. , a function of having a position measuring device for measuring the amount of contraction of the charging layer after ignition, and adjusting the initial packing density of the charging layer so that the amount of contraction of the charging layer is within a predetermined range. A sintering machine characterized by having:
[12] 循環移動するパレットと、前記パレットに焼結原料を装入して装入層を形成する給鉱部と、前記装入層の表層の炭材に点火する点火炉と、前記パレットの下方に設置された、前記装入層の下方から空気を吸引する風箱とを有し、前記焼結原料に含まれる炭材の燃焼熱によって焼結原料を焼結する焼結機であって、点火後の前記装入層の収縮速度を測定する位置測定装置を有し、前記装入層の収縮速度が所定の範囲内になるように、前記装入層の初期充填密度を調整する機能を有することを特徴とする焼結機。 [12] A pallet that circulates, an ore feeding section that charges sintering raw materials into the pallet to form a charging layer, an ignition furnace that ignites carbon material on the surface of the charging layer, and a The sintering machine has a wind box installed below to suck air from below the charging layer, and sinters the sintering raw material using combustion heat of carbonaceous material contained in the sintering raw material. , having a position measuring device for measuring the shrinkage speed of the charge layer after ignition, and a function of adjusting the initial packing density of the charge layer so that the shrinkage speed of the charge layer is within a predetermined range. A sintering machine characterized by having:
[13] 前記位置測定装置は、パレットの幅方向において2つ以上の場所を測定し、前記装入層の初期充填密度をパレットの幅方向で調整する機能を有することを特徴とする、[11]に記載の焼結機。 [13] The position measuring device has a function of measuring two or more locations in the width direction of the pallet and adjusting the initial packing density of the charging layer in the width direction of the pallet, [11] The sintering machine described in ].
[14] 前記位置測定装置は、パレットの幅方向において2つ以上の場所を測定し、前記装入層の初期充填密度をパレットの幅方向で調整する機能を有することを特徴とする、[12]に記載の焼結機。 [14] The position measuring device has a function of measuring two or more locations in the width direction of the pallet and adjusting the initial packing density of the charging layer in the width direction of the pallet, [12] The sintering machine described in ].
[15] 前記位置測定装置は、パレットの移動方向において2つ以上の場所を測定することを特徴とする、[11]に記載の焼結機。 [15] The sintering machine according to [11], wherein the position measuring device measures two or more locations in the moving direction of the pallet.
[16] 前記位置測定装置は、パレットの移動方向において2つ以上の場所を測定することを特徴とする、[12]に記載の焼結機。 [16] The sintering machine according to [12], wherein the position measuring device measures two or more locations in the moving direction of the pallet.
[17] 前記位置測定装置は、パレットの移動方向において2つ以上の場所を測定することを特徴とする、[13]に記載の焼結機。 [17] The sintering machine according to [13], wherein the position measuring device measures two or more locations in the moving direction of the pallet.
[18] 前記位置測定装置は、パレットの移動方向において2つ以上の場所を測定することを特徴とする、[14]に記載の焼結機。 [18] The sintering machine according to [14], wherein the position measuring device measures two or more locations in the moving direction of the pallet.
[19] 前記位置測定装置は、前記装入層の上面の高さ位置を測定することを特徴とする、[11]から[18]のいずれかに記載の焼結機。 [19] The sintering machine according to any one of [11] to [18], wherein the position measuring device measures the height position of the upper surface of the charged layer.
[20] 前記位置測定装置は、前記装入層に接触せずに測定することを特徴とする、[19]に記載の焼結機。 [20] The sintering machine according to [19], wherein the position measuring device measures without contacting the charging layer.
本発明によれば、焼結中の焼結原料装入層の収縮量または収縮速度を測定するので、装入層内における炭材の燃焼と焼結原料の溶融の進行状況とを精度良く測定することができ、必要に応じて炭材の燃焼及び焼結原料の溶融の進行状況を適正化することができる。 According to the present invention, since the shrinkage amount or shrinkage rate of the sintering raw material charging layer during sintering is measured, the combustion of carbonaceous material in the charging layer and the progress of melting of the sintering raw material can be accurately measured. The progress of combustion of the carbonaceous material and melting of the sintering raw material can be optimized as necessary.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明に係る焼結鉱の製造方法を実施する際に用いる焼結機10の一例を示す側面模式図である。また、図2は、図1に示す焼結機10の斜視模式図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic side view showing an example of a
鉄鉱石粉、製鉄所内回収粉、焼結鉱篩下粉などの鉄含有原料と、石灰石及びドロマイトなどの含CaO原料と、粉コークスや無煙炭などの炭材(固体燃料)とを含む焼結原料は、焼結機10の給鉱部40に設けられたサージホッパー12からロールフィーダー14で切り出され、装入シュート15の斜面に案内されて循環移動する無端移動式のパレット26に装入され、パレット26の内部に焼結原料の装入層が形成される。このとき、装入層の厚さ(高さ)は、サージホッパー12の下部にパレット26の幅方向に沿って複数設置された分割ゲート16の開度を調整することによって制御される。
Sintered raw materials include iron-containing raw materials such as iron ore powder, recovered powder in steel works, and sintered ore unsieved powder, CaO-containing raw materials such as limestone and dolomite, and carbonaceous materials (solid fuels) such as coke powder and anthracite. The ore is cut out by the
本実施形態において、分割ゲート16は、例えば、図2に示すように8つに分割されており、それぞれの分割ゲート16には、パレット26の幅方向の位置の順に対応付けてゲート番号(1~8)が割り振られている。また、装入シュート15の分割ゲート16のそれぞれに対応した位置には、8つの磁気ブレーキ17が設けられている。磁気ブレーキ17は、焼結原料に含まれる磁性を有する鉱石に作用し、焼結原料の装入速度を低下させる。
In this embodiment, the divided
パレット26に形成された装入層は、パレット26とともに焼結機10の下流側に向かって移動する。分割ゲート16の下流側にはレベル計18が設けられている。レベル計18は、分割ゲート16の分割数と同数の8個設けられ、それぞれの分割ゲート16の下流側に1つ設けられている。それぞれのレベル計18には、分割ゲート番号と同じ番号が割り振られており、それぞれのレベル計18は、同じ番号が割り振られている分割ゲート16の装入層の厚みをそれぞれ測定する。本実施形態では、レベル計18として超音波レベル計を用いている。
The charge layer formed on the
それぞれのレベル計18は、装入層の厚みを計測し、測定した厚みデータを制御装置32に出力する。制御装置32は、入力された厚みデータに基づいて、装入層の厚みが、パレット26の幅方向で同等になるように、または、指定された厚みになるように、それぞれの分割ゲート16の開度を制御する。
Each
給鉱部40の下流側に設置された点火炉20によって、装入層の上表層が点火される。さらに、ブロワー24によって空気が吸引され、パレット26の下方に機長方向に複数設けられた風箱22を通じて装入層内の空気が下方に吸引されるとともに、上方から装入層内に空気が導入され、焼結原料に含まれる炭材が燃焼する。ブロワー24の回転速度を調整することで、吸引される空気量を調整できるように構成されている。
The upper surface layer of the charging layer is ignited by the
炭材の燃焼による燃焼熱によって焼き固められた焼結原料は、焼結鉱の塊である焼結ケーキとなる。焼結ケーキは、排鉱部42から排出される。排鉱部42から排出される焼結ケーキは、パレット26から落下する直前にパレット26の幅方向に亀裂が生じて破断する。パレット26の上に残された焼結ケーキの破断面には、赤熱帯38が表れる。排鉱部カメラ30は、焼結ケーキの破断面に表れた赤熱帯38を撮像し、撮影した画像データを制御装置32に出力する。制御装置32は、入力された赤熱帯38の厚みデータに応じて、パレット26を移動させる駆動装置(図示せず)の回転速度を制御し、パレット26の移動速度を調整して赤熱帯38の厚みを適正な範囲に調整する。
The sintered raw material is sintered and hardened by the combustion heat generated by burning the carbonaceous material, and becomes a sintered cake, which is a lump of sintered ore. The sintered cake is discharged from the
その後、焼結ケーキは、排鉱部42から落下し、破砕され、クーラー(図示せず)で冷却されて、整粒され、例えば、粒径5.0mm超えの塊成物からなる成品焼結鉱となる。
Thereafter, the sintered cake falls from the
制御装置32は、格納部34と制御部36とを有する。制御装置32は、例えば、ワークステーションやパソコンなどの汎用コンピュータである。格納部34は、例えば、更新記録可能はフラッシュメモリ、内蔵あるいはデータ通信端子で接続されたハードディスク、メモリーカードなどの情報記録媒体及びその読み書き装置である。格納部34には、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法の実施に必要なプログラムや、当該プログラム実行中に使用するデータなどが予め格納されている。制御部36は、例えば、CPUなどであって、格納部34に格納されたプログラムやデータを用いて焼結機10の動作を制御する。
The control device 32 includes a
点火後の装入層では炭材の燃焼による焼結原料の温度上昇及び溶融が、装入層上面から下面に向かって進行していく。この焼結の過程で装入層が収縮することが知られている。収縮は全方向で進行するが、装入層の自重の影響で、収縮のほとんどは装入層上面の高さの低下として観察される。 In the charging layer after ignition, the temperature rise and melting of the sintering raw material due to combustion of the carbonaceous material progresses from the upper surface to the lower surface of the charging layer. It is known that the charging layer shrinks during this sintering process. Although the shrinkage progresses in all directions, most of the shrinkage is observed as a decrease in the height of the top surface of the charge layer due to the influence of the charge layer's own weight.
本発明者らは、焼結条件を変化させて装入層上面の高さ位置を測定して収縮挙動を観察し、以下の知見を得た。 The present inventors measured the height position of the top surface of the charged layer while changing the sintering conditions, observed the shrinkage behavior, and obtained the following findings.
(1)焼結による装入層の収縮率は、炭材の配合量に応じて増加し、焼結反応が過不足なく進行する適正な炭材配合量(4.0~4.4質量%)では10~20%に達する。適正な炭材配合量近傍で炭材の配合率を1質量%増加したときの装入層の収縮率の増加は、7%以上であり、炭材の配合率の7倍以上変化した。このことから、装入層の収縮に対しては、炭材自体の焼失による体積減少の寄与は少なく、焼結層が溶融して空隙が充填されることが大きく寄与しており、装入層の収縮は焼結の進行を的確に反映していると考えられる。炭材の配合量の調整は、炭材配合量を予め所定値に調整した焼結原料をサージホッパー12に装入し、当該焼結原料をパレット26に装入することによって行われる。
(1) The shrinkage rate of the charged layer due to sintering increases depending on the amount of carbon material blended, and the amount of carbon material blended is appropriate (4.0 to 4.4 mass%) at which the sintering reaction proceeds in just the right amount. ) reaches 10-20%. When the blending ratio of carbonaceous material was increased by 1% by mass in the vicinity of the appropriate blending ratio of carbonaceous material, the increase in the shrinkage rate of the charging layer was 7% or more, which was a change of more than 7 times the blending ratio of carbonaceous material. From this, it can be seen that the contribution of volume reduction due to burning of the carbon material itself to the shrinkage of the charging layer is small, and that the sintered layer melts and fills the voids, which makes a large contribution. It is thought that the shrinkage accurately reflects the progress of sintering. Adjustment of the amount of carbon material blended is performed by charging the sintering raw material whose blending amount of carbon material has been adjusted to a predetermined value into the
(2)装入層の初期充填密度(装入層を形成したときの充填密度)が適正値(1.70~1.90ton/m3)よりも大きいと、装入層の点火から収縮開始までの時間が長くなり、且つ、装入層の最終的な収縮量は小さくなる。なお、装入層の初期充填密度(ton/m3)は、水分を含んだ状態での重量(wet-ton)を、その体積(m3)で除した値である。 (2) If the initial packing density of the charging layer (packing density when the charging layer is formed) is larger than the appropriate value (1.70 to 1.90 ton/m 3 ), the charging layer will start shrinking from ignition. The amount of time it takes to reach this point is longer, and the amount of final shrinkage of the charge layer is smaller. Note that the initial packing density (ton/m 3 ) of the charging layer is the value obtained by dividing the weight (wet-ton) in a state containing water by its volume (m 3 ).
図3に、装入層の初期深さを600mmとし、装入層の初期充填密度を1.76~2.07ton/m3の範囲で変化させて焼結中の装入層の収縮量の挙動を調査した結果を示す。図3に示すように、装入層の初期充填密度が1.76~1.89ton/m3の場合には、点火してから5分経過後には、装入層の収縮が発生するが、装入層の初期充填密度が1.98~2.07ton/m3の場合には、点火してから20分経過した後も、装入層の顕著な収縮は発生しなかった。また、装入層の初期充填密度が1.98~2.07ton/m3の場合には、最終的な収縮量は小さくなった。装入層の初期充填密度は、焼結原料の粒度構成を変化させることによって調整した。 Figure 3 shows that the initial depth of the charge layer is 600 mm, and the initial packing density of the charge layer is varied in the range of 1.76 to 2.07 ton/ m3 to determine the amount of shrinkage of the charge layer during sintering. The results of a behavioral investigation are shown. As shown in Fig. 3, when the initial packing density of the charging layer is 1.76 to 1.89 ton/ m3 , the charging layer shrinks 5 minutes after ignition. When the initial packing density of the charged bed was 1.98 to 2.07 ton/m 3 , no significant shrinkage of the charged bed occurred even 20 minutes after ignition. Further, when the initial packing density of the charging layer was 1.98 to 2.07 ton/m 3 , the final amount of shrinkage was small. The initial packing density of the charging bed was adjusted by changing the particle size structure of the sintered raw material.
(3)装入層の初期充填密度が大きいほど装入層の収縮量が減少し、装入層の初期充填密度が2.0ton/m3以上では、装入層の収縮は少なく、収縮量がゼロに近づくことがある。 (3) The larger the initial packing density of the charging layer, the smaller the amount of shrinkage of the charging layer.If the initial packing density of the charging layer is 2.0 ton/ m3 or more, the shrinkage of the charging layer is small and may approach zero.
図4に、装入層の初期深さを600mmとし、装入層の初期充填密度を変化させて焼結中の装入層の収縮量を調査した結果を示す。図4に示すように、装入層の初期充填密度が大きくなるに伴って装入層の収縮量は小さくなった。 FIG. 4 shows the results of investigating the amount of shrinkage of the charging layer during sintering by setting the initial depth of the charging layer to 600 mm and varying the initial packing density of the charging layer. As shown in FIG. 4, the amount of shrinkage of the charging layer decreased as the initial packing density of the charging layer increased.
(4)製品焼結鉱(粒径5.0mm以上)の歩留まりは、装入層の初期充填密度が1.9ton/m3未満では、ほぼ一定であるが、装入層の初期充填密度が2.0ton/m3以上ではやや低下する。 (4) The yield of product sintered ore (grain size 5.0 mm or more) is almost constant when the initial packing density of the charging layer is less than 1.9 ton/ m3 ; At 2.0 ton/m 3 or more, it decreases slightly.
図5に、装入層の初期深さを600mmとし、装入層の初期充填密度を変化させて焼結後の製品焼結鉱(粒径5.0mm以上)の歩留まりを調査した結果を示す。図5に示すように、製品焼結鉱の歩留まりに及ぼす装入層の初期充填密度の影響は少ないが、装入層の初期充填密度の増加に伴って製品焼結鉱の歩留まりが低下する傾向があった。 Figure 5 shows the results of investigating the yield of product sintered ore (particle size of 5.0 mm or more) after sintering by setting the initial depth of the charging layer to 600 mm and varying the initial packing density of the charging layer. . As shown in Figure 5, the initial packing density of the charging layer has little effect on the yield of the product sintered ore, but the yield of the product sintered ore tends to decrease as the initial packing density of the charging layer increases. was there.
(5)装入層の初期充填密度が大きいと焼結時間が延長する。その結果、装入層の初期充填密度が大きくなると、焼結機の生産能率(焼結機面積当たりの生産能率:ton/(hr×m2))が低下する。 (5) If the initial packing density of the charging layer is large, the sintering time will be extended. As a result, when the initial packing density of the charged layer increases, the production efficiency of the sintering machine (production efficiency per sintering machine area: ton/(hr×m 2 )) decreases.
図6に、装入層の初期深さを600mmとし、装入層の初期充填密度を変化させて焼結時間を調査した結果を示す。また、図7に、装入層の初期深さを600mmとし、装入層の初期充填密度を変化させて焼結機の生産能率を調査した結果を示す。図6に示すように、装入層の初期充填密度が大きくなるに伴って焼結時間は長くなった。また、図7に示すように、装入層の初期充填密度が大きくなるに伴って焼結機の生産能率は低下した。 FIG. 6 shows the results of investigating the sintering time by setting the initial depth of the charging layer to 600 mm and varying the initial packing density of the charging layer. Further, FIG. 7 shows the results of investigating the production efficiency of the sintering machine by setting the initial depth of the charging layer to 600 mm and varying the initial packing density of the charging layer. As shown in FIG. 6, the sintering time increased as the initial packing density of the charging layer increased. Moreover, as shown in FIG. 7, the production efficiency of the sintering machine decreased as the initial packing density of the charging layer increased.
(6)装入層の初期充填密度が2.0ton/m3未満では、TI強度はほぼ一定であるが、2.0ton/m3以上では、TI強度が低下する。 (6) When the initial packing density of the charging layer is less than 2.0 ton/m 3 , the TI strength is almost constant, but when it is 2.0 ton/m 3 or more, the TI strength decreases.
図8に、装入層の初期深さを600mmとし、装入層の初期充填密度を変化させてTI強度を調査した結果を示す。図8に示すように、装入層の初期充填密度が2.0ton/m3以上では、TI強度が低下した。ここで、TI強度とは、JIS M 8712に準拠して測定される焼結鉱の回転強度指数である。TI強度の測定は、以下(i)、(ii)の手順で行う。 FIG. 8 shows the results of investigating the TI strength by setting the initial depth of the charging layer to 600 mm and changing the initial packing density of the charging layer. As shown in FIG. 8, when the initial packing density of the charged layer was 2.0 ton/m 3 or more, the TI strength decreased. Here, TI strength is a rotational strength index of sintered ore measured in accordance with JIS M 8712. The measurement of TI intensity is performed by the following steps (i) and (ii).
(i)回転ドラム(内径1000mm、内のり500mm)を用いて、15kgの測定試料を25回転/分±1回転/分の速度で計200回、回転させる。 (i) Using a rotating drum (inner diameter 1000 mm, inner diameter 500 mm), a 15 kg measurement sample is rotated a total of 200 times at a speed of 25 revolutions/minute ± 1 revolution/minute.
(ii)回転後の測定試料を目開き6.3mmのふるいでふるい分けし、試験前測定試料の全質量に対するふるい上にふるい分けられた粒度が+6.3mmの試験後測定試料の質量分率(質量%)であるTI強度を算出する。 (ii) The measurement sample after rotation is sieved through a sieve with an opening of 6.3 mm, and the mass fraction (mass %) is calculated.
上記の知見から、装入層の初期充填密度が適正範囲よりも大きいと、焼結機10の生産能率が顕著に低下するとともに、製品焼結鉱の歩留まり及びTI強度の向上は期待できないことがわかった。
From the above findings, if the initial packing density of the charging layer is larger than the appropriate range, the production efficiency of the sintering
したがって、装入層の初期充填密度が、生産能率の低下を招くほどに過剰に大きい場合には、装入層の初期充填密度を適正値まで低減する必要があることがわかる。しかしながら、従来、装入層の初期充填密度が適正であるかどうかを焼結工程で迅速に把握することは、極めて困難であった。 Therefore, it can be seen that if the initial packing density of the charging layer is so excessively large as to cause a decrease in production efficiency, it is necessary to reduce the initial packing density of the charging layer to an appropriate value. However, conventionally, it has been extremely difficult to quickly determine during the sintering process whether the initial packing density of the charging layer is appropriate.
そこで、本発明者らは、装入層の初期充填密度が適正であるかどうかを焼結工程で迅速に把握する手段を鋭意検討した。その結果、焼結中の装入層の収縮量または収縮速度を測定することで、装入層の初期充填密度が適正であるかどうかを推定することが可能であることを見出した。 Therefore, the inventors of the present invention have intensively investigated means for quickly determining whether or not the initial packing density of the charging layer is appropriate during the sintering process. As a result, they found that it is possible to estimate whether the initial packing density of the charged layer is appropriate by measuring the amount or rate of shrinkage of the charged layer during sintering.
本発明者らは、装入層の幅が800mmで、装入層の初期深さが400mmであるパレット26において、パレット26の中心から左側の装入層の初期充填密度を1.76ton/m3(適正充填密度)とし、中心から右側の装入層の初期充填密度を1.98ton/m3(過剰充填密度)とした場合(実線)と、パレット26の幅方向全体の装入層の初期充填密度を1.76ton/m3(適正)とした場合(破線)とで、焼結中の装入層の収縮量を調査した。図9に調査結果を示す。
The present inventors determined that, in a
図9に示すように、装入層の初期充填密度が1.98ton/m3の場合には、装入層の初期充填密度が1.76ton/m3の場合に比較して、焼結中の装入層の収縮量が少なくなった。したがって、焼結中の装入層の収縮量または収縮速度を測定することで、装入層の初期充填密度が適正であるかどうかを推定可能であることを知見した。つまり、焼結中の装入層の収縮挙動の測定結果に基づいて、装入層の初期充填密度を調整することにより、焼結機の生産能率の低下を抑制できることを見出した。 As shown in FIG. 9, when the initial packing density of the charging layer is 1.98 ton/m 3 , the initial packing density of the charging layer is 1.76 ton/m 3 during sintering. The amount of shrinkage of the charging layer has decreased. Therefore, it has been found that it is possible to estimate whether the initial packing density of the charged layer is appropriate by measuring the amount or rate of shrinkage of the charged layer during sintering. In other words, it has been found that by adjusting the initial packing density of the charged layer based on the measurement results of the shrinkage behavior of the charged layer during sintering, it is possible to suppress a decrease in the production efficiency of the sintering machine.
本発明は上記知見に基づきなされたものであり、本発明に係る焼結機10では、焼結中の装入層の収縮量及び収縮速度を測定するための位置測定装置28が設けられている。位置測定装置28は、点火炉20の下流側に設けられており、位置測定装置28は、点火炉20から出た装入層の上表層の高さ位置を測定し、測定した高さ位置データを制御装置32に出力する。制御装置32の制御部36は、入力された高さ位置データに基づいて装入層の収縮量及び収縮速度を算出する。
The present invention has been made based on the above findings, and the
<位置測定装置28の測定機構>
位置測定装置28の測定対象は、装入層の外表面であるので、1200℃以上に達する装入層の内部よりも低温である。そのため、位置測定装置28として、接触式の重錘やアーム付きローラーを用いて装入層の上面の高さ位置を測定することも可能である。但し、耐久性の観点からは、位置測定装置28は、超音波距離計のような非接触式の位置測定装置であることが好ましい。
<Measurement mechanism of
Since the object to be measured by the
測定視野及び測定深度の広さ、位置解像度の高さ、測定点数の多さ、測定速度の速さの観点からは、位置測定装置28は、レーザースキャナのような非接触光学式の位置測定装置であることがさらに好ましい。レーザースキャナとしては、例えば、Leica社製3Dスキャナー ScanStation Pシリーズが挙げられるが、レーザーを反射するガルバノミラーの微小な動作によって高速スキャンを実現しているものが多く、装入層の直上に設置して鉛直下向きの測定をしようとすると、測定の精度や速度が低下するなどの制約が発生する場合が有る(制約が発生しない機種も有るが、高速高精度の機種ほど制約が大きい傾向が有る)。
From the viewpoints of wide measurement field of view and measurement depth, high position resolution, large number of measurement points, and high measurement speed, the
そのような場合には、位置測定装置28を装入層の直上では無く、斜め上方に設置して斜め下向きに測定すればよい。俯角(下方に在る物への視線が水平と成す角)が小さいほど、測定精度や測定速度が低下するなどの制約が少なくなるが、装入層の上面へのレーザーの入射角が小さいと、装入層の上面の凹凸により測定位置に死角ができたり、高さの測定精度が低下したりする。このため、俯角は15度以上とすることが好ましい。
In such a case, the
焼結機10の長さ方向(パレット26の移動方向)の広い範囲で測定する場合に、位置測定装置28から遠い場所に対しては俯角が不足することがある。そのような場合には位置測定装置28を複数設置すればよい。
When measuring over a wide range in the length direction of the sintering machine 10 (the direction of movement of the pallet 26), the depression angle may be insufficient for a location far from the
<位置測定装置28の測定対象位置>
位置測定装置28の測定は、焼結反応にともなう装入層の収縮を把握することが目的であるので、焼結反応が開始する点火炉20よりも下流側で測定する必要がある。なかでも、焼結反応が進行し終えたと見做せる排鉱部42またはその上流側の近傍(例えば、排鉱部42から2m以内)で測定することが好ましい。これにより、焼結後の焼結ケーキの焼結の進行度を把握することができる。
<Measurement target position of
The purpose of the measurement by the
さらに、排鉱部42またはその上流側の近傍と、さらに上流側(例えば、点火炉20から排鉱部42までの行程の10~90%の範囲内)の2つ以上の場所で測定することがさらに好ましい。パレット26の移動方向の2つ以上の場所で測定することで、その前またはその後の測定値と比較すれば、焼結後の焼結ケーキの焼結の進行度だけでなく、焼結の途中における焼結の進行速度も把握することができる。焼結の進行速度を把握することは、焼結の進行が速すぎて、カルシウムフェライト相の生成が阻害されたり、強度が低下したりすることを抑制するための情報として有効である。また、排鉱部42またはその上流側の近傍よりもさらに上流側で測定することにより、排鉱部42またはその上流側の近傍で測定した場合よりも焼結の進行度の高低をより早く把握することができるので、操業アクションをより早く執って焼結反応の進行を適正化することができる。
Furthermore, measurements may be taken at two or more locations: near the
さらに、位置測定装置28を用いて、パレット26の進行方向と水平に直交する幅方向に2点以上の位置を測定することが好ましい。これにより、パレット26の幅方向で焼結の進行度に差が生じた場合でも、パレット26の幅方向で、装入層の充填密度を調整することにより適正化することができる。
Furthermore, it is preferable to use the
<位置測定装置28の測定頻度>
位置測定装置28の測定頻度は、例えば、原料配合の変更時のように焼結反応の進行に変化が予測されるようなタイミングに限った低い頻度の測定でも効果があるが、焼結原料が焼結機の全長を通過する所用時間(例えば、20分)以内の間隔、さらに好ましくは2分以内の事実上の連続測定とみなせる間隔とすることにより、予期せぬ焼結原料の成分や粒度の変化などに対応できる。
<Measurement frequency of
Regarding the measurement frequency of the
制御部36は、位置測定装置28から装入層上面の高さ位置データを取得すると、装入層上面の降下量から装入層の収縮量及び装入層の収縮速度を算出する。制御部36は、装入層の収縮量または収縮速度が適正でない場合には、警報を発してオペレーターに連絡する機能、または、装入層の初期充填密度を制御する装置に、装入層の初期充填密度を変更させるための信号を発信する機能を有している。制御部36から信号を受けたオペレーターまたは装入層の初期充填密度を制御する装置は、所定の手段に基づいて装入層の初期充填密度を調整し、装入層の収縮量または収縮速度を所定の範囲内に制御する。
When the
装入層の初期充填密度を調整する方法は、焼結原料の粒度構成を変化させることでも可能であるが、焼結原料の配合を変化させて調整を開始するまでに30分以上の時間を要してしまい、その間は適正でない操業を続けることになる。焼結工程の進行中に測定された装入層の収縮量または装入層の収縮速度に基づいて迅速に装入層の初期充填密度を調整する方法として、分割ゲート16の開度調整、装入シュート15の角度調整及び磁気ブレーキ17の磁力調整のうちの1つ以上の方法を用いることが好ましい。これらの方法を用いて装入層の初期充填密度を調整することで、調整開始までの所要時間を30分未満にすることができる。
The initial packing density of the charging layer can be adjusted by changing the particle size composition of the sintering raw material, but it takes more than 30 minutes to change the composition of the sintering raw material and start the adjustment. During this time, inappropriate operations will continue. As a method of quickly adjusting the initial packing density of the charge layer based on the amount of shrinkage of the charge layer or the shrinkage rate of the charge layer measured during the progress of the sintering process, adjusting the opening degree of the dividing
例えば、分割ゲート16では、分割ゲート16の開度を広げることで装入層の初期充填密度は高くなり、分割ゲート16の開度を狭めることで装入層の初期充填密度は低くなる。このように、分割ゲート16の開度を調整することで、装入層の初期充填密度を調整できる。
For example, in the
また、装入シュート15では、装入シュート15の水平面に対する傾斜角度を高くすることで、装入層の初期充填密度は高くなり、装入シュート15の水平面に対する傾斜角度を低くすることで、装入層の初期充填密度は低くなる。このように、装入シュート15の傾斜角度を調整することで、装入層の初期充填密度を調整できる。
In addition, in the charging
また、磁気ブレーキ17は、磁力を焼結原料に含まれる磁性を有する鉱石に作用させて、焼結原料の装入速度を低下させる。これにより、装入層の初期密度は小さくなる。したがって、磁気ブレーキ17では、磁石と装入シュートとの距離を調整したり、磁気ブレーキ17の磁力を調整することで、装入層の初期充填密度を調整できる。
Further, the
さらに、これらの方法に代えて、または、これらの方法とともに、通気棒を使用して初期充填密度を調整することが好ましい。通気棒とは、パレット26に形成される装入層に差し込まれる棒状又は板状の構造物であり、当該通気棒を差し込むことで初期充填密度が大きくなることが抑制される。
Furthermore, instead of or in addition to these methods, it is preferred to use a vent rod to adjust the initial packing density. The ventilation rod is a rod-shaped or plate-shaped structure that is inserted into the charging layer formed on the
点火前の装入層の厚さは、レベル計18によって測定できる。さらに、位置測定装置28として、測定視野が広く、多数の測定点を高速に測定できるレーザースキャナのような非接触光学式の機器を用いれば、点火後の装入層の厚さと点火前の装入層の厚さの双方を同一の位置測定装置で測定することもできる。
The thickness of the charge layer before ignition can be measured by a
また、位置測定装置28としてレーザースキャナのような非接触光学式の機器を用いた場合は、高さ位置データを取得した上表層をパレット26の幅方向に2以上に分割し、当該分割した領域における平均高さ位置を算出することもできる。例えば、上表層をパレット26の幅方向に2つに分割する場合においては、幅方向の中央を境界として、手前側の領域における平均高さと、奥側の領域の平均高さを算出する。
In addition, when a non-contact optical device such as a laser scanner is used as the
以上説明したように、本発明によれば、焼結中の焼結原料装入層の収縮量または収縮速度を測定するので、装入層内における炭材の燃焼と焼結原料の溶融の進行状況とを精度良く測定することができ、必要に応じて炭材の燃焼及び焼結原料の溶融の進行状況を適正化することができる。 As explained above, according to the present invention, since the amount or shrinkage rate of the sintering raw material charge layer is measured during sintering, the progress of combustion of carbonaceous material and melting of the sintering raw material in the charge layer is measured. The situation can be measured with high precision, and the progress of combustion of carbonaceous materials and melting of sintering raw materials can be optimized as necessary.
以下、図1、図2に示した焼結機10と同じ装置を用いて、焼結鉱を製造した実施例を説明する。本実施例では、パレット26の幅方向に4つに分割した領域(領域1、領域2、領域3、領域4)で、焼結原料の装入層の収縮量に応じて、装入ゲートの開度調整を実施した(本発明例1)。本発明例1の結果と、装入ゲートの開度調整を実施しない比較例1の結果とを表1に示す。
Hereinafter, an example in which sintered ore was manufactured using the same device as the sintering
このように、焼結機の幅方向に分割された領域ごとに、装入ゲート開度を調整することにより装入層の初期充填密度を調整し、焼結原料装入層の収縮量の偏差を小さくすることにより、焼結歩留まりと製品TI強度とを改善することができた。 In this way, the initial packing density of the charging layer can be adjusted by adjusting the charging gate opening for each area divided in the width direction of the sintering machine, and the deviation in the amount of shrinkage of the sintering raw material charging layer can be adjusted. By reducing the sintering yield and product TI strength, it was possible to improve the sintering yield and the product TI strength.
10 焼結機
12 サージホッパー
14 ロールフィーダー
15 装入シュート
16 分割ゲート
17 磁気ブレーキ
18 レベル計
20 点火炉
22 風箱
24 ブロワー
26 パレット
28 位置測定装置
29 温度計
30 排鉱部カメラ
32 制御装置
34 格納部
36 制御部
38 赤熱帯
40 給鉱部
42 排鉱部
10
Claims (20)
点火後の装入層の収縮量を測定し、前記装入層の収縮量が所定の範囲内になるように、前記装入層の初期充填密度を調整することを特徴とする、焼結鉱の製造方法。 Sintering raw materials are charged into a circulating pallet to form a charging layer, the upper surface layer of the charging layer is ignited using an ignition furnace, and air is sucked from below the charging layer to cause the sintering. A method for producing sintered ore, comprising: burning carbonaceous material contained in the sintering raw material to produce a sintered cake, and then discharging the sintered cake from an ore discharge section to produce sintered ore,
Sintered ore, characterized in that the amount of shrinkage of the charged layer after ignition is measured, and the initial packing density of the charged layer is adjusted so that the amount of shrinkage of the charged layer is within a predetermined range. manufacturing method.
点火後の装入層の収縮速度を測定し、前記装入層の収縮速度が所定の範囲内になるように、前記装入層の初期充填密度を調整することを特徴とする、焼結鉱の製造方法。 Sintering raw materials are charged into a circulating pallet to form a charging layer, the upper surface layer of the charging layer is ignited using an ignition furnace, and air is sucked from below the charging layer to cause the sintering. A method for producing sintered ore, comprising: burning carbonaceous material contained in the sintering raw material to produce a sintered cake, and then discharging the sintered cake from an ore discharge section to produce sintered ore,
Sintered ore, characterized in that the shrinkage rate of the charge layer after ignition is measured, and the initial packing density of the charge layer is adjusted so that the shrinkage rate of the charge layer is within a predetermined range. manufacturing method.
点火後の前記装入層の収縮量を測定する位置測定装置を有し、前記装入層の収縮量が所定の範囲内になるように、前記装入層の初期充填密度を調整する機能を有することを特徴とする焼結機。 A pallet that circulates, an ore feeding section that charges sintering raw materials into the pallet to form a charging layer, an ignition furnace that ignites the carbon material on the surface of the charging layer, and is installed below the pallet. A sintering machine that has a wind box that sucks air from below the charging layer, and sinters the sintering raw material using the combustion heat of carbonaceous material contained in the sintering raw material,
It has a position measuring device that measures the amount of shrinkage of the charge layer after ignition, and has a function of adjusting the initial packing density of the charge layer so that the amount of shrinkage of the charge layer is within a predetermined range. A sintering machine comprising:
点火後の前記装入層の収縮速度を測定する位置測定装置を有し、前記装入層の収縮速度が所定の範囲内になるように、前記装入層の初期充填密度を調整する機能を有することを特徴とする焼結機。 A pallet that circulates, an ore feeding section that charges sintering raw materials into the pallet to form a charging layer, an ignition furnace that ignites the carbon material on the surface of the charging layer, and is installed below the pallet. A sintering machine having a wind box that sucks air from below the charging layer, and sintering the sintering raw material using combustion heat of carbonaceous material contained in the sintering raw material,
It has a position measuring device that measures the shrinkage speed of the charge layer after ignition, and has a function of adjusting the initial packing density of the charge layer so that the shrinkage speed of the charge layer is within a predetermined range. A sintering machine comprising:
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