JP3049617B2 - 微粉燃料含有ガスを用いた焼結方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は排熱回収焼結方法、詳し
くは焼結鉱の成品歩留り及び生産性を向上させる焼結方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ドワイトロイド式焼結機では、粉鉱石に
粉コークスを添加混合し、粉コークスに着火後空気を下
方に吸引し、粉コークスを燃焼させ焼き固めて焼結鉱を
製造している。

【０００３】この吸引される空気の代わりに、比較的高
温の焼結機後半部の排ガスを焼結機前半部の粉コークス
燃焼用空気として使用する焼結方法は既に公知であり、
例えば特開昭６０−１５５６２６号公報に開示される様
に、排ガスの顕熱を利用して焼結ベッド上層部の歩留り
向上を狙ったものがある。この方法では、燃焼用回収ガ
スが高温であることから高温の燃焼域が形成され、焼結
鉱の歩留りが向上する。

【０００４】また、焼結ベッド表層部の歩留向上を狙っ
たものとして、特開昭５７−２０３７２６号公報に開示
される様に、焼結ベッド表層部に補助燃料として高炉ダ
ストを散布する方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６０−１５５６２６号公報記載の方法では、燃焼用とし
て酸素分圧が２１％以下の焼結排ガスを使用しているた
め燃焼用回収ガス中の酸素不足となり、また回収ガスの
温度は１００〜３００℃と低いことから粉コークスの燃
焼温度の向上は小さい。この結果、大きな歩留り向上は
得られない。

【０００６】特開昭５７−２０３７２６号公報記載の方
法では、表層部の焼結時に表層の高炉ダストが燃焼する
結果、表層部のみが熱過剰となり、表層部で過溶融現象
が生じるため通気の悪化となる。また、ロールフィーダ
のような切出し方法ではベッド表層部への高炉ダストの
均一分散が困難なため、焼結ベッドの幅方向に焼けムラ
を起こす。この場合の歩留り向上は高炉ダストを散布し
た表層部だけに留まり、全層に対する歩留り向上は僅か
である。

【０００７】たとえ特開昭６０−１５５６２６号公報記
載の方法と特開昭５７−２０３７２６号公報記載の方法
を組み合わせて用いても熱が表層に集中するだけであ
り、何ら表層部以下の層の歩留り向上につながらない。
従って、これらの方法では歩留りが最も悪いとされてい
る上層（表層から下方に１５０mmまで）の歩留りを大幅
に改善することは出来ない。

【０００８】本発明はこの欠点を解決し、生産性は勿論
のこと焼結の上層歩留りを大幅に向上出来る焼結方法を
提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、焼結機
の排ガスまたは焼結鉱冷却機の排ガスを回収して再度焼
結機前半部のベッドに戻す排熱回収焼結方法において、
回収ガスまたは回収ガスに酸素を付加したガス中に微粉
燃料を添加して焼成することを特徴とする微粉燃料含有
ガスを用いた焼結方法である。

【００１０】

【作 用】本発明者らは、焼成初期段階のパレット原料
層の上層部は熱不足であり、これを解消するため単に焼
結機の排ガスにより予熱し、あるいは上層に過剰の熱源
用高炉ダスト、粉コークス、無煙炭等の固体燃料を散布
しても、所望厚みの上層を充分焼結出来ないことを実験
によって確認した。また、この原因は、焼結機の排ガス
による予熱では排ガスの温度が１００〜３００℃と低
く、熱容量が小さいこと、また、固体燃料散布では表層
部のみの熱過剰となり、表層部で過溶融現象が生じるた
め通気の悪化となり、上層全体に熱が分散しないためで
あることを知見した。

【００１１】このような知見を元に、上層全体に熱を分
散させることによって焼結鉱の歩留り、生産性を向上さ
せる方法を発明した。以下これについて説明する。

【００１２】上層部に熱を効果的に与えるためには、原
料層中の粉コークスが燃焼中に外部から熱を加えるのが
最も良い。この理由は、焼結は本来原料層を一時的に１
３００℃以上の高温域にしてなされるものであり、短時
間で高温域をつくり短時間で冷却するのが望ましいため
である。逆に原料層を高温域に長時間さらしていると、
焼結層が溶融して多量の融液層をつくり、ガスの通気を
悪化させる。

【００１３】そして、原料層中の粉コークスが燃焼中に
外部から熱を与える最も効果的な方法は、微細な固体燃
料を原料中の粉コークスが燃焼している部分に添加する
ことである。

【００１４】微細な固体燃料の添加は、微粉燃料を気体
中に浮遊させ、気体と共に焼結原料層へ吸引させて行
う。吸引された気体中の微粉燃料は、表層部の原料中粉
コークスが燃焼して赤熱帯が表層にある場合は、赤熱帯
の融液にトラップされるため表層で燃焼して表層部の原
料層温度を昇温させる。あるいは、赤熱帯が上層の中間
位置にある場合は、すでに焼結が完了した表層部では微
粉燃料はトラップされず、その部分を通過して下方にあ
る赤熱帯でトラップされる。このことから、赤熱帯が上
層の中間にある場合は微粉燃料はすでに焼結が完了した
表層部を通過して粉コークスが燃焼している赤熱帯まで
到達する必要があり、微粉燃料の粒径が制限される。実
験により、５００μ以下であれば十分到達することが確
認されている。

【００１５】トラップされた微粉燃料は赤熱帯で瞬間的
に燃焼するため、赤熱帯は一時的に高温となる結果、未
焼結であった原料部分も加熱され焼結される。

【００１６】このように微粉燃料を気体と共に焼結原料
層に吹き込むことで、微粉燃料によって赤熱帯に熱が加
えられ完全に焼結される。

【００１７】微粉燃料を吹き込むのは、焼結が熱不足の
ために完全に行われていない上層部の焼結原料層が焼成
している場所が最も良い。ここで焼結原料の上層部とは
表層から下方に１５０mmまでを表わし、好ましくは１０
０mm以下が最も良い。この層厚は焼結機の前半に相当す
る。

【００１８】次に、微粉燃料の具備すべき条件を述べ
る。

【００１９】微粉燃料は焼結完了層を通過する必要があ
り、焼結完了層にトラップされない粒子径でなければな
らず、これは前述の如く５００μ以下の粒径であれば良
い。また、トラップされないように粘着性がないこと、
水分を含んでいないことが必要である。水分は微粉の粘
着性を増すばかりでなく、微粉燃料が燃焼する場合に急
速燃焼をさまたげるので無くす必要がある。

【００２０】この解決方法としては、比較的高温である
焼結機の排ガス、または焼結鉱冷却機の排ガスを微粉燃
料輸送及び吹き込み用として使用すれば良い。すなわ
ち、これらの高温排ガス中に微粉燃料を添加し、微粉燃
料含有ガスとして燃料を輸送し、吹き込むことで輸送中
に微粉燃料中の水分が蒸発し、無くなる。

【００２１】また、このような排ガスを使用することに
より微粉燃料が予熱され、微粉燃料の燃焼を促進する効
果もある。

【００２２】これに使用する排ガスは、微粉燃料の水分
を蒸発させるのに必要な温度１００℃以上であれば良
い。

【００２３】また、使用する微粉燃料の種類としては粉
コークスのような高カロリーの粉体が最適であるが、無
煙炭、カーボンを含む高炉ダストを用いることも出来
る。

【００２４】更に本発明では、固体燃料を急速燃焼させ
るため支燃材として酸素を添加する。通常焼結機の排ガ
スは酸素分圧が低く、燃料が燃焼しにくい状況にあるか
らである。

【００２５】また、固体燃料は燃焼速度が遅いので、こ
れを速くするため微粉燃料含有ガス中に酸素を添加して
燃焼の促進を図る。

【００２６】次に、微粉燃料の最適添加量と微粉燃料含
有ガス中の酸素分圧について述べる。

【００２７】焼成初期段階のパレット原料層の上層部が
焼結する間に回収ガス中に酸素と微粉燃料を添加し、回
収ガス中の酸素分圧を２３％以上に上げ、さらに微粉燃
料を焼結機に供給する焼結原料当たり０．０５〜０．５
重量％とすることにより、焼結歩留りと生産性とが向上
する。

【００２８】図３に示すように、回収ガスと共に原料中
に添加する微粉コークスの量が少なすぎる場合は歩留の
向上は殆どないが、焼結原料に対して０．０５重量％以
上添加することで大幅な歩留り向上が得られる。また、
添加量が０．５重量％超では歩留りの向上は飽和する。
この場合、歩留を大幅に向上させるためには少なくとも
酸素濃度が２３％必要であり、これ未満では粉コークス
の燃焼が充分でなく、歩留り向上は少なくなる。

【００２９】図２に、上層１００mm、中層２００mm、下
層２００mmの各層が焼成されている時に、２３％の酸素
濃度で温度２００℃、微粉コークス０．０５重量％（焼
結原料１トン当たり）を含む回収ガスを吸引した場合の
層全体の歩留り向上量を示した。同図から明らかなよう
に、微粉コークス含有ガスの吸引タイミングは上層１０
０mm焼成時が良く、中層２００mm、下層２００mmではあ
まり歩留り向上がないことがわかる。この理由は、通常
の焼結法では中層、下層の歩留りが８０％以上であるの
に対して上層歩留りが６０％と低く、中層、下層では微
粉コークス含有ガスの効果が殆ど発現しないためであ
る。

【００３０】

【実施例】本発明の実施例について以下説明する。

【００３１】図１は本発明を実施するための焼結機の略
側図である。

【００３２】微粉燃料含有ガス吹き込みフード１２の長
さは、原料層の上層部（０〜１５０mm）の燃焼終了地点
の焼結ベッド４長さまでとし、複数個に分割してもよ
い。酸素と微粉コークスは吹き込みフード１２に流入さ
せる。この場合の酸素吹き込み量は、酸素濃度計８が一
定値（例えば２３％）になるように演算器９を介して酸
素流量調整弁１０によって調整する。微粉コークス吹き
込み量も同様に、微粉コークス量が一定値になるように
演算器１５を介して微粉燃料流量調整弁１４によって調
整する。

【００３３】図１に示した焼結機を用いて操業した結果
を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】従来法（回収ガス吸引）による成品歩留り
は７９％であったが、０．１重量％の粉コークス添加ガ
ス吸引では成品歩留り８１〜８４％と大幅に向上し、し
かも生産性も向上している。

【００３６】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明の焼結方法に
より成品歩留りを大幅に向上させることができるととも
に、生産性をも向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための焼結機の略側面図であ
る。

【図２】微粉コークス含有ガスの吸引タイミングと成品
歩留り向上量の関係を示す図である。

【図３】微粉燃料含有ガス中微粉コークス量と成品歩留
り向上量の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 主排風機 ２ 主排気煙道 ３ 風箱 ４ 焼結ベッド ５ 点火炉 ６ バーナー ７ 装入ホッパー ８ 酸素濃度計 ９ 演算器 １０ 酸素流量調整弁 １１ 酸素流量計 １２ 微粉燃料含有ガス吹き込みフード １３ 微粉燃料ホッパー １４ 微粉燃料流量調整弁 １５ 演算器 １６ 回収ガス １７ 微粉燃料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−19604（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−213624（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−224124（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22B 1/16 - 1/20 F27B 21/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼結機の排ガスまたは焼結鉱冷却機の排
   ガスを回収して再度焼結機前半部のベッドに戻す排熱回
   収焼結方法において、回収ガスまたは回収ガスに酸素を
   付加したガス中に微粉燃料を添加して焼成することを特
   徴とする微粉燃料含有ガスを用いた焼結方法。