JP3463714B2 - 焼結原料の造粒方法 - Google Patents
焼結原料の造粒方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焼結鉱製造において焼
結原料への添加水分量を制御する方法に関するものであ
る。
結原料への添加水分量を制御する方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】焼結原料は数種類の鉄鉱石、CaO 源とし
ての石灰石、SiO2およびMgO 源としての蛇紋岩、燃料と
しての粉コークスおよび返鉱等から構成されている。こ
れらの焼結原料（以下、単に原料または配合原料ともい
う）の配合は焼結機の操業者がその設計を行う。そして
これらの原料は各焼結原料槽から定量切り出される。
ての石灰石、SiO2およびMgO 源としての蛇紋岩、燃料と
しての粉コークスおよび返鉱等から構成されている。こ
れらの焼結原料（以下、単に原料または配合原料ともい
う）の配合は焼結機の操業者がその設計を行う。そして
これらの原料は各焼結原料槽から定量切り出される。
【０００３】通常、そのような焼結原料槽は原料搬送用
ベルトコンベアの上部に直列に配置されている。最下流
原料槽出側において切り出された原料全てがベルトコン
ベア上で合流する仕組みになっている。この合流後の原
料は造粒機まで搬送される。ここで原料に水分が添加さ
れて造粒が行われる。さらに造粒後の原料は焼結機に装
入され、原料充填層の最上部が点火される。さらに原料
充填層へ大気が下方吸引されることによって焼結反応が
上部から下部へ進行する。
ベルトコンベアの上部に直列に配置されている。最下流
原料槽出側において切り出された原料全てがベルトコン
ベア上で合流する仕組みになっている。この合流後の原
料は造粒機まで搬送される。ここで原料に水分が添加さ
れて造粒が行われる。さらに造粒後の原料は焼結機に装
入され、原料充填層の最上部が点火される。さらに原料
充填層へ大気が下方吸引されることによって焼結反応が
上部から下部へ進行する。
【０００４】ところで、焼結鉱の製造において、原料配
合およびコークスや水分の添加量が、生産性や歩留、さ
らには焼結鉱の品質に大きく影響する。したがって原料
配合等の条件をいかに迅速にかつ正確にコントロールす
るかが、焼結鉱の生産性や歩留の改善のポイントとな
る。
合およびコークスや水分の添加量が、生産性や歩留、さ
らには焼結鉱の品質に大きく影響する。したがって原料
配合等の条件をいかに迅速にかつ正確にコントロールす
るかが、焼結鉱の生産性や歩留の改善のポイントとな
る。
【０００５】特に、造粒において水分濃度は、擬似粒度
分布および焼成前原料充填層通気度を介して、焼成時の
原料充填層通気度や燃料 (主として粉コークスが使用さ
れる) の燃焼性に関与する。さらに焼成時の原料充填層
通気度で焼結時間が決定され、この焼結時間で焼結生産
率がほぼ決定される。また燃料の燃焼性は焼結の歩留に
関与する。従って、造粒における水分濃度は、焼結鉱の
生産率や歩留を改善するためにも適正に制御すべき重要
因子である。
分布および焼成前原料充填層通気度を介して、焼成時の
原料充填層通気度や燃料 (主として粉コークスが使用さ
れる) の燃焼性に関与する。さらに焼成時の原料充填層
通気度で焼結時間が決定され、この焼結時間で焼結生産
率がほぼ決定される。また燃料の燃焼性は焼結の歩留に
関与する。従って、造粒における水分濃度は、焼結鉱の
生産率や歩留を改善するためにも適正に制御すべき重要
因子である。
【０００６】従来、これらに関しては、例えば特開昭59
−222538号公報に開示のごとく、配合原料の銘柄別の粒
度分布や吸水性等の鉱石性状やその配合比から理論的に
擬似粒子の粒度構成を算出して、これに基づいて原料配
合条件や焼結操業条件を決定する方法や、また特開昭61
−250119号公報に開示のごとく、配合原料の性状のほか
に原料装入時の充填層空隙率や充填層層高や主排風機の
吸引圧力を情報として焼成速度を予測して原料配合条件
や焼結操業条件を決定する方法が知られている。
−222538号公報に開示のごとく、配合原料の銘柄別の粒
度分布や吸水性等の鉱石性状やその配合比から理論的に
擬似粒子の粒度構成を算出して、これに基づいて原料配
合条件や焼結操業条件を決定する方法や、また特開昭61
−250119号公報に開示のごとく、配合原料の性状のほか
に原料装入時の充填層空隙率や充填層層高や主排風機の
吸引圧力を情報として焼成速度を予測して原料配合条件
や焼結操業条件を決定する方法が知られている。
【０００７】しかしながら、これらの方法は擬似粒子の
粒度分布の予測にとどまっており、焼結操業において焼
結鉱の生産率や歩留にとって最適な添加水分量を直接的
に評価するには至っていない。
粒度分布の予測にとどまっており、焼結操業において焼
結鉱の生産率や歩留にとって最適な添加水分量を直接的
に評価するには至っていない。
【０００８】かかる問題の解消法として、例えば特開昭
61−34120 号公報に開示のごとく、配合原料の水分量を
段階的に変化させて、パレット上で原料充填層の通気度
を連続測定することによって、最適水分量を決定する方
法が知られているが、実際の焼結鉱製造ライン（以下、
単に実機あるいは実機ラインともいう）上で水分量を変
化させると実機操業の乱れを誘発する危険性が存在す
る。
61−34120 号公報に開示のごとく、配合原料の水分量を
段階的に変化させて、パレット上で原料充填層の通気度
を連続測定することによって、最適水分量を決定する方
法が知られているが、実際の焼結鉱製造ライン（以下、
単に実機あるいは実機ラインともいう）上で水分量を変
化させると実機操業の乱れを誘発する危険性が存在す
る。
【０００９】さらに特開平５−195089号公報や特開平５
−222463号公報では造粒後の原料の一部を採取分割し
て、それぞれに水分や原料等を添加しさらに造粒焼結し
焼結物の粒度分布を計測し、これら一連の採取原料処理
工程から得られる情報に基づいて生産率や歩留にとって
の適正操業条件 (配合、水分、層厚) を評価する方法が
開示されている。
−222463号公報では造粒後の原料の一部を採取分割し
て、それぞれに水分や原料等を添加しさらに造粒焼結し
焼結物の粒度分布を計測し、これら一連の採取原料処理
工程から得られる情報に基づいて生産率や歩留にとって
の適正操業条件 (配合、水分、層厚) を評価する方法が
開示されている。
【００１０】これらの方法は生産率や歩留を直接的に評
価している。しかし採取原料処理工程が焼結物の粒度分
布計測まで必要としている。そのため、採取原料処理の
工数が多くなり、一定時間内に得られる情報数が少なく
なる。情報数が少ないのでデータの信頼度が低下する。
価している。しかし採取原料処理工程が焼結物の粒度分
布計測まで必要としている。そのため、採取原料処理の
工数が多くなり、一定時間内に得られる情報数が少なく
なる。情報数が少ないのでデータの信頼度が低下する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】さらに実機操業上原料
配合は一定であっても、厳密には原料の粒度分布や化学
成分、水分濃度は時系列的に変動する。例えば水分含有
量については、ヤードにおける含水量や返鉱温度等によ
って水分蒸発量等が影響をうけ、造粒前の含水量が変化
するために、そのコントロールが非常に困難であるのが
現状である。
配合は一定であっても、厳密には原料の粒度分布や化学
成分、水分濃度は時系列的に変動する。例えば水分含有
量については、ヤードにおける含水量や返鉱温度等によ
って水分蒸発量等が影響をうけ、造粒前の含水量が変化
するために、そのコントロールが非常に困難であるのが
現状である。
【００１２】従って、従来のような配合原料の銘柄別の
鉱石性状等のデータからの理論計算では、生産性にとっ
て最適なる原料配合条件等を決定することは非常に困難
である。また、原料条件をオンラインで、根拠も無しに
盲目的に直接変更するのは、実機操業にとってリスクが
大きい。
鉱石性状等のデータからの理論計算では、生産性にとっ
て最適なる原料配合条件等を決定することは非常に困難
である。また、原料条件をオンラインで、根拠も無しに
盲目的に直接変更するのは、実機操業にとってリスクが
大きい。
【００１３】ここに、本発明の目的は、時系列変化のあ
る実際に用いる焼結原料に充分追従できるような、しか
も実機操業には全く支障をきたさない制御方法を提供す
ることである。
る実際に用いる焼結原料に充分追従できるような、しか
も実機操業には全く支障をきたさない制御方法を提供す
ることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】ここに、本発明の要旨と
するところは、ＤＬ式焼結機において、造粒機出口から
点火炉までの間で、造粒後の焼結原料の一部を採取して
採取原料の通気度計測を行い、しかる後に該採取原料に
水分を添加してオフラインのミキサーで造粒してさらに
通気度計測を行い、同一採取原料についてさらに水分を
添加してから造粒および通気度計測を行うこの一連の水
分添加、造粒および通気度計測を繰り返し、添加水分量
と焼成前原料充填層通気度との関係を求め、この関係か
ら得られる前記焼成前原料充填層通気度の水分添加量に
対する変化率に基づいて実機における造粒の際の適正添
加水分量を決定し、該適正添加水分量となるように前記
焼結原料に水分を添加することを特徴とする焼結原料の
造粒方法である。本発明の好適態様によれば、前記同一
採取原料について行う一連の水分添加、造粒および通気
度測定の繰り返しを焼成前原料充填層通気度[JPU] の水
分添加量(重量％) に対する変化率で４を下回るまで実
施することができる。
するところは、ＤＬ式焼結機において、造粒機出口から
点火炉までの間で、造粒後の焼結原料の一部を採取して
採取原料の通気度計測を行い、しかる後に該採取原料に
水分を添加してオフラインのミキサーで造粒してさらに
通気度計測を行い、同一採取原料についてさらに水分を
添加してから造粒および通気度計測を行うこの一連の水
分添加、造粒および通気度計測を繰り返し、添加水分量
と焼成前原料充填層通気度との関係を求め、この関係か
ら得られる前記焼成前原料充填層通気度の水分添加量に
対する変化率に基づいて実機における造粒の際の適正添
加水分量を決定し、該適正添加水分量となるように前記
焼結原料に水分を添加することを特徴とする焼結原料の
造粒方法である。本発明の好適態様によれば、前記同一
採取原料について行う一連の水分添加、造粒および通気
度測定の繰り返しを焼成前原料充填層通気度[JPU] の水
分添加量(重量％) に対する変化率で４を下回るまで実
施することができる。
【００１５】
【作用】本発明にかかる焼結鉱の製造方法の作用効果に
ついて以下に詳述する。本発明において、実機の原料を
採取して通気度を計測する手段を講じたのは、直接的に
最適なる操業条件を決定し、それによって高い生産性や
高成品歩留を達成することを可能とするためである。
ついて以下に詳述する。本発明において、実機の原料を
採取して通気度を計測する手段を講じたのは、直接的に
最適なる操業条件を決定し、それによって高い生産性や
高成品歩留を達成することを可能とするためである。
【００１６】ここで原料の採取場所を、造粒機の出口か
ら点火炉までの間とした理由は、造粒後でかつ点火前の
焼結配合原料を得るためである。採取重量については通
気度を計測するに足りる量があればよい。例えば、直径
300mm ×高さ500mm 寸法の円筒型筒体を使用する場合に
は、60〜70kg程度、直径100mm ×高さ150mm 寸法の円筒
型筒体を使用する場合、２kg程度必要である。
ら点火炉までの間とした理由は、造粒後でかつ点火前の
焼結配合原料を得るためである。採取重量については通
気度を計測するに足りる量があればよい。例えば、直径
300mm ×高さ500mm 寸法の円筒型筒体を使用する場合に
は、60〜70kg程度、直径100mm ×高さ150mm 寸法の円筒
型筒体を使用する場合、２kg程度必要である。
【００１７】また実機上を流れる原料は数秒ピッチでそ
の粒度や粘着性が変動すると考えられる。よって採取し
た原料の代表性を高めるために、採取を数秒程度ずらし
て複数回行う方が望ましい。
の粒度や粘着性が変動すると考えられる。よって採取し
た原料の代表性を高めるために、採取を数秒程度ずらし
て複数回行う方が望ましい。
【００１８】また実機で使用されている原料を直接評価
する理由は、制御の信頼性を高めるためである。同一配
合で長期間操業する場合もあるが、焼結においては配合
が同一でも原料条件（粒度および粘着性）が経時的に変
動する。鉱石条件（粒度および粘着性）から適正水分を
予測する方法ではこの経時変動に追従できない。
する理由は、制御の信頼性を高めるためである。同一配
合で長期間操業する場合もあるが、焼結においては配合
が同一でも原料条件（粒度および粘着性）が経時的に変
動する。鉱石条件（粒度および粘着性）から適正水分を
予測する方法ではこの経時変動に追従できない。
【００１９】次に、採取した原料の通気度を計測する
が、ここで計測項目として通気度を採用した理由は、焼
成前原料充填層通気度は焼結操業 (焼結生産率、成品歩
留、焼結鉱製造コスト) にとって重要な因子である。し
かも予め焼成を必要としないので計測が容易である。
が、ここで計測項目として通気度を採用した理由は、焼
成前原料充填層通気度は焼結操業 (焼結生産率、成品歩
留、焼結鉱製造コスト) にとって重要な因子である。し
かも予め焼成を必要としないので計測が容易である。
【００２０】さらに通気度を計測した原料に水分を添加
しオフラインミキサーで造粒し、しかる後に再度通気度
を計測する。これは複数の原料水分濃度で原料通気度を
比較するためである。またこの一連の水分添加、造粒、
通気度計測を繰り返すことによって、添加水分量と通気
度との関係が明確になる。かかる一連の操作は同じ採取
・造粒原料について繰り返して行う。そのときのオフラ
インミキサーによる造粒時における水分添加量について
は任意である。
しオフラインミキサーで造粒し、しかる後に再度通気度
を計測する。これは複数の原料水分濃度で原料通気度を
比較するためである。またこの一連の水分添加、造粒、
通気度計測を繰り返すことによって、添加水分量と通気
度との関係が明確になる。かかる一連の操作は同じ採取
・造粒原料について繰り返して行う。そのときのオフラ
インミキサーによる造粒時における水分添加量について
は任意である。
【００２１】すなわち、水分と通気性との関係をさらに
明確にするには、原料物性 (粒度および粘着性) を全く
同一とすることが重要である。したがって、同一採取・
造粒原料を再造粒する手法を採らずに、最初に採取した
原料を分割して各々の水分濃度で通気度を測定する方法
では、分割した原料間で粒度や粘着性に差が生じ、水分
濃度差を厳密に評価できない欠点を持つ。
明確にするには、原料物性 (粒度および粘着性) を全く
同一とすることが重要である。したがって、同一採取・
造粒原料を再造粒する手法を採らずに、最初に採取した
原料を分割して各々の水分濃度で通気度を測定する方法
では、分割した原料間で粒度や粘着性に差が生じ、水分
濃度差を厳密に評価できない欠点を持つ。
【００２２】本発明の特徴はこの水分濃度差を厳密に評
価できるところにある。このオフラインミキサーの寸法
は通気度を計測する原料重量に併せて設計すればよい。
原料体積のミキサー容積に対する比率は10〜20％程度が
妥当である。
価できるところにある。このオフラインミキサーの寸法
は通気度を計測する原料重量に併せて設計すればよい。
原料体積のミキサー容積に対する比率は10〜20％程度が
妥当である。
【００２３】ここで焼成前原料充填層通気度の調査装置
の一例を図１に示す。図面からも分かるように、原料を
装入する筒体１、送風機２および筒体と送風機とを接続
する配管３から構成されている。調査方法は原料を筒体
１に装入し、送風機２で原料層に風を流す。このときの
風流れの方向は高さ方向の正の向きでもあるいはその反
対、つまり吸引することになる負の向きでも構わない。
原料層の通気度は配管３の任意点で計測される圧力およ
び風量からＪＰＵの算出式を用いて評価できる。
の一例を図１に示す。図面からも分かるように、原料を
装入する筒体１、送風機２および筒体と送風機とを接続
する配管３から構成されている。調査方法は原料を筒体
１に装入し、送風機２で原料層に風を流す。このときの
風流れの方向は高さ方向の正の向きでもあるいはその反
対、つまり吸引することになる負の向きでも構わない。
原料層の通気度は配管３の任意点で計測される圧力およ
び風量からＪＰＵの算出式を用いて評価できる。
【００２４】なお、実際の計測においては圧力を一定に
調整して風量を計測する方法、風量を一定に調整して圧
力を計測する方法、送風機の動力を一定にして風量もし
くは圧力を計測する方法等が考えられるがいずれの方法
でも構わない。
調整して風量を計測する方法、風量を一定に調整して圧
力を計測する方法、送風機の動力を一定にして風量もし
くは圧力を計測する方法等が考えられるがいずれの方法
でも構わない。
【００２５】次に、造粒における焼結原料への水分添加
量の決定方法を以下に詳述する。焼結において高生産率
や高成品歩留を達成するには、焼成時に通気度を高めて
かつ燃料燃焼性を高めることが重要である。ここで、燃
料燃焼性とは単位燃料重量あたりの発熱量を意味する。
量の決定方法を以下に詳述する。焼結において高生産率
や高成品歩留を達成するには、焼成時に通気度を高めて
かつ燃料燃焼性を高めることが重要である。ここで、燃
料燃焼性とは単位燃料重量あたりの発熱量を意味する。
【００２６】本発明にあっては、水分濃度と焼成前原料
充填層通気度との関係から焼成時原料充填層通気度およ
び燃料燃焼性が最適となる水分濃度を予測することがで
きることが重要である。
充填層通気度との関係から焼成時原料充填層通気度およ
び燃料燃焼性が最適となる水分濃度を予測することがで
きることが重要である。
【００２７】本発明者らは配合の異なる原料について数
十kg規模の焼成試験を行った。配合割合は、標準的な焼
結原料を想定した微粉 (−0.25mm) 比率が9.1 wt％の場
合と、将来の微粉銘柄の配合割合上昇を想定した微粉
(−0.25mm) 比率が28.2wt％の場合の２種類である。
十kg規模の焼成試験を行った。配合割合は、標準的な焼
結原料を想定した微粉 (−0.25mm) 比率が9.1 wt％の場
合と、将来の微粉銘柄の配合割合上昇を想定した微粉
(−0.25mm) 比率が28.2wt％の場合の２種類である。
【００２８】その結果、水分濃度を横軸に、焼成前原料
通気度 (性) および焼成時原料充填層通気度 (性) およ
び燃料燃焼性を縦軸にとると図２のように表現できるこ
とを発見した。図２(a) は微粉の配合割合が28.2％の場
合、図２(b) は微粉の配合割合が9.1 ％の場合のそれぞ
れの場合の結果を示す。ここに、水分 (濃度) は、添加
水分量と初期段階での保有水分量との合計量である。
通気度 (性) および焼成時原料充填層通気度 (性) およ
び燃料燃焼性を縦軸にとると図２のように表現できるこ
とを発見した。図２(a) は微粉の配合割合が28.2％の場
合、図２(b) は微粉の配合割合が9.1 ％の場合のそれぞ
れの場合の結果を示す。ここに、水分 (濃度) は、添加
水分量と初期段階での保有水分量との合計量である。
【００２９】図中、、、は各々焼成前原料充填層
通気度が最高となる水分濃度、焼成時原料充填層通気度
が最高となる水分、燃料燃焼性が最高となる水分濃度で
ある。
通気度が最高となる水分濃度、焼成時原料充填層通気度
が最高となる水分、燃料燃焼性が最高となる水分濃度で
ある。
【００３０】焼成時原料充填層通気度や燃料燃焼性の最
高点は焼成前原料充填層通気度の最高点は一致せずに低
水分側に0.3 〜0.8 wt％ずれている。また焼成時原料充
填層通気度が最高となる水分濃度と燃料燃焼性が最高と
なる水分濃度との差は0.2 wt％以下と小さい。
高点は焼成前原料充填層通気度の最高点は一致せずに低
水分側に0.3 〜0.8 wt％ずれている。また焼成時原料充
填層通気度が最高となる水分濃度と燃料燃焼性が最高と
なる水分濃度との差は0.2 wt％以下と小さい。
【００３１】従って、採取原料から得られた添加水分量
と焼成前原料充填層通気度との関係を用いて、焼成前原
料充填層通気度が最高となる添加水分量から0.3 〜0.8
wt％低い添加水分量になるように造粒における添加水分
量を抑制する。これによって図２の結果からも分かるよ
うに、焼成時における原料充填層通気度と粉コークスの
燃焼性が改善される。
と焼成前原料充填層通気度との関係を用いて、焼成前原
料充填層通気度が最高となる添加水分量から0.3 〜0.8
wt％低い添加水分量になるように造粒における添加水分
量を抑制する。これによって図２の結果からも分かるよ
うに、焼成時における原料充填層通気度と粉コークスの
燃焼性が改善される。
【００３２】ここで、実際の添加水分量は採取原料の添
加水分量と目標とする添加水分量との差分および焼結工
場を流れる単位時間あたりの原料重量を用いて求めるこ
とができる。
加水分量と目標とする添加水分量との差分および焼結工
場を流れる単位時間あたりの原料重量を用いて求めるこ
とができる。
【００３３】しかし、この方法における問題点は適正添
加水分量の範囲が0.5 wt％(0.8〜0.3)と比較的広いこと
である。これは原料配合条件によって焼成前原料充填層
通気度が最高となる水分濃度と焼成における適正水分濃
度との差分が変化することによる。よって添加水分量制
御のより一層の高精度化が望まれる。そこで、本発明者
らは図２の結果からその手法を開発した。この点を以下
に詳述する。
加水分量の範囲が0.5 wt％(0.8〜0.3)と比較的広いこと
である。これは原料配合条件によって焼成前原料充填層
通気度が最高となる水分濃度と焼成における適正水分濃
度との差分が変化することによる。よって添加水分量制
御のより一層の高精度化が望まれる。そこで、本発明者
らは図２の結果からその手法を開発した。この点を以下
に詳述する。
【００３４】図２の結果から、焼成前原料充填層通気度
を添加水分量で１次微分係数で整理したところ図３に示
す関係が得られた。原料の配合 (微粉比率) によらず１
次微分係数値３〜５となる水分濃度範囲内に焼成時原料
充填層通気度や燃料燃焼性が最高となる添加水分量が存
在する。図中、、は図２の場合に同じである。
を添加水分量で１次微分係数で整理したところ図３に示
す関係が得られた。原料の配合 (微粉比率) によらず１
次微分係数値３〜５となる水分濃度範囲内に焼成時原料
充填層通気度や燃料燃焼性が最高となる添加水分量が存
在する。図中、、は図２の場合に同じである。
【００３５】また、図３よりこの１次微分係数値３〜５
の範囲は水分濃度に変換すると0.2〜0.4 wt％の範囲に
相当する。つまり、適正添加水分量の範囲は0.2 wt％と
ほぼ半分以下となる。またこの適正添加水分量における
１次微分係数値は原料配合条件に依らない長所を持つ。
さらにはこの１次微分係数値に基づいた制御において
は、焼成前原料充填層通気度が最高になるまで添加水分
量の変更を行う必要がないので計測回数の低減が図られ
る。
の範囲は水分濃度に変換すると0.2〜0.4 wt％の範囲に
相当する。つまり、適正添加水分量の範囲は0.2 wt％と
ほぼ半分以下となる。またこの適正添加水分量における
１次微分係数値は原料配合条件に依らない長所を持つ。
さらにはこの１次微分係数値に基づいた制御において
は、焼成前原料充填層通気度が最高になるまで添加水分
量の変更を行う必要がないので計測回数の低減が図られ
る。
【００３６】本発明のさらに別の長所としては、原料採
取から計測終了までに要する時間が20〜40分程度と短
い。従って数十分単位で変動する原料配合や原料水分濃
度に対して、充分に追従することが可能となる。
取から計測終了までに要する時間が20〜40分程度と短
い。従って数十分単位で変動する原料配合や原料水分濃
度に対して、充分に追従することが可能となる。
【００３７】
【実施例】本発明方法の効果を確認するために、本発明
を実機へ適用した例を示す。焼成前原料充填層通気度が
最大となる水分濃度から0.5 wt％低い水分濃度に制御す
る実施例１と、焼成前原料充填層通気度を水分濃度で１
次微分した値が４となる水分濃度に制御する実施例２
を、銘柄別の焼結配合原料の吸水性指数から焼成前原料
充填層通気度の最大となる水分濃度を予測しこの予測値
より0.5 wt％低い水分濃度に制御する従来例と比較し
た。試験期間については各ケース３日間ずつ実施した。
を実機へ適用した例を示す。焼成前原料充填層通気度が
最大となる水分濃度から0.5 wt％低い水分濃度に制御す
る実施例１と、焼成前原料充填層通気度を水分濃度で１
次微分した値が４となる水分濃度に制御する実施例２
を、銘柄別の焼結配合原料の吸水性指数から焼成前原料
充填層通気度の最大となる水分濃度を予測しこの予測値
より0.5 wt％低い水分濃度に制御する従来例と比較し
た。試験期間については各ケース３日間ずつ実施した。
【００３８】まず、全体の制御フローを図４に示す。図
４に示すように、原料槽４から切り出され、造粒機５で
造粒処理された焼結原料の一部を、焼結機６の上部に設
置されている点火炉７で点火される前にサージホッパー
８の入口のところで採取した。採取原料処理工程９に
て、通気度の計測、水分添加、オフラインミキサーで造
粒、通気度の計測を自動的に行った。
４に示すように、原料槽４から切り出され、造粒機５で
造粒処理された焼結原料の一部を、焼結機６の上部に設
置されている点火炉７で点火される前にサージホッパー
８の入口のところで採取した。採取原料処理工程９に
て、通気度の計測、水分添加、オフラインミキサーで造
粒、通気度の計測を自動的に行った。
【００３９】ここで添加水分量は操作室のオペレータに
よって設定される仕組みになっているが、今回は原料に
対して0.2 ％に設定した。つまり、毎回0.2 ％つづ水分
を添加していった。
よって設定される仕組みになっているが、今回は原料に
対して0.2 ％に設定した。つまり、毎回0.2 ％つづ水分
を添加していった。
【００４０】このとき計測された通気度と水分量との関
係に基づいて、操作室のオペレータが注水コントローラ
10を使用してミキサーの注水量を変更した。この一連の
作業に要する時間は平均20分であった。またこの一連の
作業を１時間ごとに行った。
係に基づいて、操作室のオペレータが注水コントローラ
10を使用してミキサーの注水量を変更した。この一連の
作業に要する時間は平均20分であった。またこの一連の
作業を１時間ごとに行った。
【００４１】採取原料処理の詳細を図５に示す。図５に
示すように、原料を実機ラインから10秒ピッチで５kgず
つ計60kg採取し、円筒型筒体11に蓄えた。
示すように、原料を実機ラインから10秒ピッチで５kgず
つ計60kg採取し、円筒型筒体11に蓄えた。
【００４２】円筒型筒体11は配管12を通じて送風機13と
接続されている。配管12には開度調整弁14およびオリフ
ィス15が、円筒型筒体11の下部の風箱16には圧力計17が
装備されている。通気性計測時にはこの開度調整弁14は
圧力計17が1000mmAqを表示するように調整される。
接続されている。配管12には開度調整弁14およびオリフ
ィス15が、円筒型筒体11の下部の風箱16には圧力計17が
装備されている。通気性計測時にはこの開度調整弁14は
圧力計17が1000mmAqを表示するように調整される。
【００４３】円筒型筒体11に原料を装入した後に送風機
13を駆動させて風箱16内圧力1000mmAqにおいて配管12を
通る風量をオリフィス15で計測した。計測時間は30秒間
であった。さらにこの円筒型筒体11を傾転しドラム型造
粒機18に原料を装入し水分を添加し１分間転動造粒処理
した。
13を駆動させて風箱16内圧力1000mmAqにおいて配管12を
通る風量をオリフィス15で計測した。計測時間は30秒間
であった。さらにこの円筒型筒体11を傾転しドラム型造
粒機18に原料を装入し水分を添加し１分間転動造粒処理
した。
【００４４】ここで水分の添加量は以下のように算出し
た。まず、操作室のオペレータが操作室内の制御専用コ
ンピュータに設定条件を入力する。コンピュータは具体
的な水分添加量を演算し、その演算値を水分添加ノズル
19に伝送する。水分添加ノズルから原料へ添加される単
位時間当たりの水分量は500cc/min 一定に設定した。通
気性を計測する原料の重量は一定、かつ単位時間当たり
の水分量も一定である。従って、水分添加ノズル19にお
いて水分添加量は水分添加時間で制御される。
た。まず、操作室のオペレータが操作室内の制御専用コ
ンピュータに設定条件を入力する。コンピュータは具体
的な水分添加量を演算し、その演算値を水分添加ノズル
19に伝送する。水分添加ノズルから原料へ添加される単
位時間当たりの水分量は500cc/min 一定に設定した。通
気性を計測する原料の重量は一定、かつ単位時間当たり
の水分量も一定である。従って、水分添加ノズル19にお
いて水分添加量は水分添加時間で制御される。
【００４５】さらに造粒後焼結原料をベルトコンベア20
上を搬送し再度円筒型筒体11に装入した後に通気度を計
測した。このときの焼成前原料充填層通気度の計測に引
き続いて造粒原料を再びドラム型造粒機18に戻し、水分
を添加してから造粒そして通気度計測を行う。
上を搬送し再度円筒型筒体11に装入した後に通気度を計
測した。このときの焼成前原料充填層通気度の計測に引
き続いて造粒原料を再びドラム型造粒機18に戻し、水分
を添加してから造粒そして通気度計測を行う。
【００４６】これら一連の水分添加および造粒、および
通気度計測を複数回繰り返した。水分は通気度が最高と
なるこの繰り返し計測によって、水分と通気度との関係
に関するデータが得られた。
通気度計測を複数回繰り返した。水分は通気度が最高と
なるこの繰り返し計測によって、水分と通気度との関係
に関するデータが得られた。
【００４７】実施例１においては、水分添加、造粒、通
気度計測の繰り返しは通気度が上昇後さらに降下しだす
まで行った。繰り返し回数は５〜８回であった。一方、
実施例２においては計測ごとに微分係数値が下降してい
ったがこの値が４を下回るまで実施した。繰り返し回数
は３〜５回であった。
気度計測の繰り返しは通気度が上昇後さらに降下しだす
まで行った。繰り返し回数は５〜８回であった。一方、
実施例２においては計測ごとに微分係数値が下降してい
ったがこの値が４を下回るまで実施した。繰り返し回数
は３〜５回であった。
【００４８】計測後、原料通気度の計測値は操作室内の
制御専用コンピュータへ伝送された。さらに制御専用コ
ンピュータで水分と通気度との関係とを２次関数で回帰
分析し、各改善法のロジックに基づいて最適水分濃度を
導出した。
制御専用コンピュータへ伝送された。さらに制御専用コ
ンピュータで水分と通気度との関係とを２次関数で回帰
分析し、各改善法のロジックに基づいて最適水分濃度を
導出した。
【００４９】最後に操作室内の制御専用コンピュータで
適正水分濃度と現在の水分濃度との差分と、実機での原
料送り量から実機造粒機における添加水分量差を算出し
た。この値に基づいて実機の造粒機での添加水分量を変
更した。なお、テスト期間中は実操業において原料層
厚、吸引圧、原料中に占める燃料比率は一定とした。
適正水分濃度と現在の水分濃度との差分と、実機での原
料送り量から実機造粒機における添加水分量差を算出し
た。この値に基づいて実機の造粒機での添加水分量を変
更した。なお、テスト期間中は実操業において原料層
厚、吸引圧、原料中に占める燃料比率は一定とした。
【００５０】生産率および成品歩留の推移を図６に示
す。生産率は10時間ごとの生産量を単位焼結機面積あた
りの日生産量に換算した。本発明法は従来法と比較して
生産率および成品歩留が大幅に改善した。特に実施例２
の効果が特に大きかった。
す。生産率は10時間ごとの生産量を単位焼結機面積あた
りの日生産量に換算した。本発明法は従来法と比較して
生産率および成品歩留が大幅に改善した。特に実施例２
の効果が特に大きかった。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明方法によれ
ば、実用装置での採取原料にライン外で同一原料使用を
前提で水分濃度を順次変更して原料通気度を測定し、そ
の情報に基づいて水分濃度を決定することによって、焼
結生産性が改善される。
ば、実用装置での採取原料にライン外で同一原料使用を
前提で水分濃度を順次変更して原料通気度を測定し、そ
の情報に基づいて水分濃度を決定することによって、焼
結生産性が改善される。
【図１】本発明に基づいた通気性計測装置の一例を示す
概要図である。
概要図である。
【図２】図２は通気度および燃料燃焼率と添加水分との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図３】焼成前通気度を水分と一次微分した結果を示す
図である。
図である。
【図４】本発明に基づいた制御フロー図の一例である。
【図５】図４における採取原料工程の一例を示す説明図
である。
である。
【図６】実施例における生産率および成品歩留りの経時
変化を示すグラフである。
変化を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−34120（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−195089（ＪＰ，Ａ)
特公 昭49−48605（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (2)
- 【請求項１】 ＤＬ式焼結機において、造粒機出口から
点火炉までの間で、造粒後の焼結原料の一部を採取して
採取原料の通気度計測を行い、しかる後に該採取原料に
水分を添加してオフラインのミキサーで造粒してさらに
通気度計測を行い、同一採取原料についてさらに水分を
添加してから造粒および通気度計測を行うこの一連の水
分添加、造粒および通気度計測を繰り返し、添加水分量
と焼成前原料充填層通気度との関係を求め、この関係か
ら得られる前記焼成前原料充填層通気度の水分添加量に
対する変化率に基づいて実機における造粒の際の適正添
加水分量を決定し、該適正添加水分量となるように前記
焼結原料に水分を添加することを特徴とする焼結原料の
造粒方法。 - 【請求項２】 前記同一採取原料について行う一連の水
分添加、造粒および通気度測定の繰り返しを焼成前原料
充填層通気度[JPU] の水分添加量 (重量％)に対する変
化率で４を下回るまで実施することを特徴とする請求項
１記載の焼結原料の造粒方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17216495A JP3463714B2 (ja) | 1994-09-14 | 1995-07-07 | 焼結原料の造粒方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22036694 | 1994-09-14 | ||
| JP6-220366 | 1994-09-14 | ||
| JP17216495A JP3463714B2 (ja) | 1994-09-14 | 1995-07-07 | 焼結原料の造粒方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08134555A JPH08134555A (ja) | 1996-05-28 |
| JP3463714B2 true JP3463714B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=26494616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17216495A Expired - Fee Related JP3463714B2 (ja) | 1994-09-14 | 1995-07-07 | 焼結原料の造粒方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3463714B2 (ja) |
-
1995
- 1995-07-07 JP JP17216495A patent/JP3463714B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08134555A (ja) | 1996-05-28 |
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