JP3791438B2

JP3791438B2 - 焼結設備の振分けシュート構造

Info

Publication number: JP3791438B2
Application number: JP2002070931A
Authority: JP
Inventors: 聡彦大久保
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: JP2003268455A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は焼結設備に付属する振分けシュート構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉は鉄鉱石、コークス、石灰石などを主たる原料（高炉装入原料ともいう）とし、鉄鉱石の主成分である酸化鉄をコークスで還元し、鉄鉱石に含まれるリンや硫黄などの不純物を石灰石で除去容易なスラグに変化させて、銑鉄を得る大規模製銑設備である。
【０００３】
前記鉄鉱石は高炉内での反応上、一定の大きさに揃える必要があり、一方、採掘や破砕の時に大量に発生する粉が主体の鉄鉱石は小さな粒である。そこで、従来から、焼結設備にて鉄鉱石を焼結処理し、これを分級して高炉へ装入することが行われていた。前記鉄鉱石を焼結処理した物を「焼結鉱」を呼ぶ。
【０００４】
図６は従来の焼結設備の作動説明図であり、複数のパレット１０１・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ）を繋いで無端コンベアとし、パレット１０１に床敷き材ホッパ１０２から床敷き材を供給し、その上に原料サージホッパ１０３から原料を供給する。パレット１０１を図右へ移動して点火炉１０４に臨ませ、そこで点火して焼結を開始する。焼結の際に発生するガスはウインドボックス１０５・・・及び排風管１０６にて設備外へ排出する。以上が焼結機１００の主要素である。
【０００５】
焼結の終わった原料１０７は、クーラ１０８で冷却し、クラッシャ１０９で砕き、第１スクリーン１１１に送り、第１スクリーン１１１で大粒鉱１１２と中小粒混合鉱１１３とに分級する。大粒鉱１１２は白抜き矢印を通って、Ｂコンベア１１４に落下し、このＢコンベア１１４で高炉へ向かう。
【０００６】
一方、中小粒混合鉱１１３は、第２スクリーン１１５で、中粒鉱１１６と小粒鉱１１７とに分級する。小粒鉱１１７は高炉装入には適さない細粒であるため、原料槽１１８へ戻し、再度焼結を実施する。
【０００７】
第２スクリーン１１５で分級した中粒鉱１１６は、高炉装入原料と床敷き材の両方に使用することができる。そこで、中粒鉱１１６は、Ａコンベア１１９を用いて床敷き材ホッパ１０２に向かわせる、又はＢコンベア１１４を用いて高炉へ向かわせる。このときの振分けは振分けシュート１２０で行う。この振分けシュート１２０の構造は後述する。
【０００８】
図７は図６の７部拡大図であり、パレット１０１は鋳造品であるため、耐熱度は高くない。一方、焼結工程では原料は高温になり、パレット１０１が熱的負担が大きくなる。そこで、パレット１０１に中粒鉱１１６を敷き、その上に小粒鉱１１７を含む原料を載せ、この小粒鉱１１７を含む原料の上面から点火し、パレット１０１に向かって原料を燃焼させる。中粒鉱１１６はその際に遮熱作用を発揮し、パレット１０１を保護する。また、中粒鉱１１６は小粒鉱１１７を含む原料がパレット１０１の隙間から落下することを防止する作用も発揮する。
【０００９】
図８（ａ）、（ｂ）は図６の８部拡大図兼作用図である。
（ａ）において、振分けシュート１２０は１本の上流部１２１から、２本の分流部１２２,１２３し、これらの分流部１２２,１２３の入口にスイング板１２４をスイング自在に取付け、このスイング板１２４で一方の分流部１２２を塞ぐことで、中粒鉱１１６の全量をＢコンベア１１４へ振分ける。Ｂコンベア１１４では白抜き矢印で供給する大粒鉱１１２と合わせて焼結品を高炉へ向かわせる。
【００１０】
（ｂ）では、スイング板１２４を切り替えて、分流部１２３を塞ぎ、中粒鉱１１６の全量をＡコンベア１１９へ振分けたことを示す。このときには、Ｂコンベア１１４では大粒鉱１１２のみを運ぶことになる。
以上の（ａ）、（ｂ）は約１０分ごとに切り替える。
【００１１】
図９は従来のスイング板の動作波形図であり、横軸は時間、縦軸はＢコンベアへ振分け（配分）量を示す。動作波形はきれいな鋸波形を描き、図８（ａ）で示した「Ｂコンベアへ１００％配分」と、図８（ｂ）で示した「Ｂコンベアへ０％配分」とを繰返すことを示す。
【００１２】
図１０は従来のＢコンベアにおける粒度分布データを示すグラフであり、横軸は粒径、縦軸は割合を示す。
図８（ａ）においてＢコンベア１１４の出口では、大粒鉱１１２と中粒鉱１１６とが混合しているため、図１０に太線で示すように１０ｍｍ以下の割合が高まる。
【００１３】
これに対して、図８（ｂ）ではＢコンベア１１４には大粒鉱１１２のみが流れるため、図１０に細線で示すように大径粒の比率が増加する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０の太線と細線とが約１０分ごとに切り替わった状態の焼結鉱（大粒鉱又は大中粒混合鉱）が高炉に向かう。高炉では焼結鉱とコークスとを層状に敷き詰めるため、焼結鉱に粒度ばらつきがあると、高炉内の通気抵抗にばらつきが発生し、高炉操業に悪影響を及ぼす。
そこで、本発明の目的は、高炉へ供給する焼結鉱の粒度を安定させることのできる技術を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、焼結機で処理した焼結鉱を大粒・中粒及び小粒に分級し、このうち大粒鉱は高炉へ向かわせ、小粒鉱は再焼結処理のために焼結機に戻し、中粒鉱は振分けシュートで一部をパレットの床敷きのために焼結機に戻し、残部を高炉に向かわせる焼結設備において、振分けシュートは、１本の上流部と、この上流部から分岐した第１分流部及び第２分流部と、床敷きへの中粒鉱を流す第１分流部の入口と高炉への中粒鉱を流す第２分流部の入口を交互に塞ぐスイング板と、第２分流部から第１分流部へ中粒鉱をバイパスさせるバイパス通路と、で構成したことを特徴とする。
【００２２】
先ずスイング板で第１分流部の入口を塞ぎ、中粒鉱を第２分流部に導く。第２分流部に流入した中粒鉱はその一部がパイパス通路を通って、第１分流部へ分流する。
残部が第２分流部を流れる。従って、第１分流部、第２分流部ともに中粒鉱を連続的に流すことができる。
第２分流部を流れた中粒鉱に大粒鉱を加えた大中混合鉱が高炉に向かう。この大中混合鉱は粒度分布が一定であるため、高炉へ供給する焼結鉱の粒度を安定させることができる。
【００２３】
そして、床敷き材ホッパにおける貯留レベルが下限レベルに達したら、スイング板をスイングさせて第２分流部の入口を塞ぎ、中粒鉱の全量を床敷き材ホッパに向かわせ貯留レベルを回復させる。ただし第２分流部の入口を塞ぐ期間は、第１分流部の入口を塞ぐ期間よりごく短縮することができるため、実質的には高炉へ供給する焼結鉱の粒度を安定させることができる。
【００２４】
請求項２の振分けシュート構造では、バイパス通路にそこを流れる中粒鉱の流量を制御する流量制御手段を介設したことを特徴とする。
【００２５】
流量制御手段でパイパス通路を流れる中粒鉱の流量を制御することで、床敷き材ホッパでの貯留レベルを一定に保つことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る焼結設備の作動説明図であり、焼結設備１０は、焼結機１１と付帯装置とからなり、焼結機１１は、複数のパレット１２・・・を繋いだ無端コンベアと、パレット１２に床敷き材を供給する床敷き材ホッパ１３と、この床敷き材ホッパ１３に備えた上限レベルセンサ１４及び下限レベルセンサ１５と、パレット１２に敷いた床敷き材上に原料を供給する原料サージホッパ１６と、この原料サージホッパ１６へ原料を供給する原料槽１７と、パレット１２上の原料に点火する点火炉１８と、焼結の際に発生するガスを設備外へ排出するウインドボックス１９・・・及び排風管２１とからなる。
【００２７】
上記構成の焼結機１１に備える付帯装置を次に説明する。
付帯装置は、焼結の終わった原料２２を冷却するクーラ２３と、原料２２を砕くクラッシャ２４と、砕いた原料を大粒鉱２６と中小粒混合鉱２７とに分級する第１スクリーン２８と、中小粒混合鉱２７を更に、中粒鉱２９と小粒鉱３１とに分級する第２スクリーン３２と、分級後の中粒鉱２９の一部を床敷き材ホッパ１３へ向かわせるＡコンベア３３と、中粒鉱２９の残部を高炉に向かわせるＢコンベア３４と、中粒鉱２９をＡ・Ｂコンベア３３，３４へ振分ける振分けシュート４０と、この振分けシュート４０に備えたスイング板４１や流量制御手段５０を制御する制御部３６と、からなる。
【００２８】
図２は図１の２部拡大図であり、振分けシュート４０は、１本の上流部４２と、この上流部４２から分岐した第１分流部４３及び第２分流部４４と、床敷きへの中粒鉱を流す第１分流部４３の入口と高炉への中粒鉱を流す第２分流部４４の入口を交互に塞ぐスイング板４１と、第２分流部４４から第１分流部４３へ中粒鉱をバイパスさせるバイパス通路４５と、このバイパス通路４５に介設した流量制御手段５０とからなり、更に、流量制御手段５０はナイフゲート５１と、このナイフゲート５１をバイパス通路５１に出し入れするゲートアクチュエータ５２とからなる。ナイフゲート５１はダンパ又は弁であってもよい。ゲートアクチュエータ５２はエアシリンダ、油圧シリンダ又はこれに相当する駆動手段であれば、種類は問わない。
【００２９】
図３（ａ）、（ｂ）は本発明の振分けシュートの作用説明図である。
（ａ）において、先ずスイング板４１で第１分流部４３の入口を塞ぎ、中粒鉱２９を第２分流部４４に導く。第２分流部４４に流入した中粒鉱２９はその一部がバイパス通路４５を通って、第１分流部４３へ分流し、Ａコンベア３３に落下する。
【００３０】
一方、中粒鉱２９の残部は第２分流部４４を流れてＢコンベア３４に落下する。Ｂコンベア３４には白抜き矢印の通りに大粒鉱２６も落下し、大中混合鉱が高炉に向かう。この大中混合鉱は粒度分布が一定であるため、高炉へ供給する焼結鉱の粒度を安定させることができる。
【００３１】
なお、バイパス通路４５を通る中粒鉱２９の流量は図１で示す床敷き材ホッパ１３の貯留レベルが一定になるように設定することが望ましい。しかし、それが難しければ、貯留レベルが徐々に下がる程度の小流量モードに設定する。この小流量モードで運転するときには何れ床敷き材ホッパ１３が空になるので、次に説明する大流量モードが必要となる。
【００３２】
（ｂ）では、スイング板４１をスイングさせて第２分流部４４の入口を閉じ、中粒鉱２９の全てをＡコンベア３３に落下させる。これで、床敷き材ホッパ１３（図１参照）の貯留レベルを回復させることができる。このときを大流量モードといい、このモードを選択すると、Ｂコンベア３４には大粒鉱２６のみが流れる。
【００３３】
図４は本発明に係るスイング板の動作波形図であり、横軸は時間、縦軸はＢコンベアへ振分け（配分）量を示す。仮に図３（ａ）で「Ｂコンベアへ６０％配分」に設定し、図３（ｂ）で示した「Ｂコンベアへ０％配分」とを繰返す。ただし、６０％配分の時間割合がほとんどであり、０％配分の時間割合は僅かである。
【００３４】
図５は本発明のＢコンベアにおける粒度分布データを示すグラフであり、横軸は粒径、縦軸は割合を示す。
図３（ａ）においてＢコンベア３４の出口では、大粒鉱２６と中粒鉱２９とが混合しているため、図５に太線で示すような粒度分布になる。
【００３５】
これに対して、図３（ｂ）ではＢコンベア３４には大粒鉱２６のみが流れるため、図５に細線で示すように大径粒の比率が増加する。
しかし、本発明の図３（ａ）では大粒鉱２６に比較的少ない量の中粒鉱２９を加えるため、粒度分布の変化が少ない。このために、図５の太線と細線との差が小さくなる。この結果、高炉へは安定した粒度分布の焼結鉱を供給することができる。
【００３６】
図１に戻って、制御部３６の作用を説明する。制御部３６で▲１▼オンオフ流量制御又は▲２▼連続流量制御を実施する。これらを順に説明する。
【００３７】
▲１▼オンオフ流量制御では、焼結機１１へ戻す中粒鉱は、床敷きのための中粒鉱を貯める床敷き材ホッパ１３の貯留レベルが徐々に下がる小流量モードと、貯留レベルが上昇する大流量モードと、の２種類の流量モードを切り替えることで流量を制御することを特徴とする。
【００３８】
具体的には制御部３６は上限レベルセンサ１４及び下限レベルセンサ１５の情報に基づいてスイング板４１を切り替える。すなわち、床敷き材ホッパ１３に上限レベルを検出する上限レベルセンサ１４及び下限レベルを検出する下限レベルセンサ１５を備えておき、上限レベルまで中粒鉱を貯めたときから小流量モードでの運転を開始する。すると、貯留レベルは徐々に低下する。同レベルが下限レベルに達したら、モードを切り替え、大流量モードでの運転を開始する。すると、貯留レベルは上限レベルに回復する。
以上の制御は、基本的にオンオフ制御であるから、制御が容易であり、制御機器のコストを抑えることができる。
【００３９】
▲２▼連続流量制御では、焼結機１１へ戻す中粒鉱の流量は、床敷きのための中粒鉱を貯める床敷き材ホッパ１３の貯留レベルが一定になるように制御することを特徴とする。
【００４０】
具体的には、制御部３６は床敷き材ホッパ１３の貯留レベルをモニターし、貯留レベルが一定になるように流量制御手段５０をＰＩ制御又はＰＩＤ制御することで貯留レベルを一定化する。そのためには、上限レベルセンサ１４及び下限レベルセンサ１５を、連続的にレベルを検出でき、レベルに対応した電気信号を発するアナログ式レベル計に置き換えることが望ましい。
【００４１】
そして床敷き材ホッパの貯留レベルをモニターし、制御部３６で流量制御手段５０を作動させて貯留レベルが一定になるようにする。この結果、スイング板４１をスイングさせる必要が殆どなく、又は全くなく、スイング板４１を廃止することができる。
【００４２】
ただし、▲２▼の連続流量制御は高価な制御部３６が必要であるため、コストを低減することを目的とするなら▲１▼のオンオフ流量制御を採用すればよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、焼結機で処理した焼結鉱を大粒・中粒及び小粒に分級し、このうち大粒鉱は高炉へ向かわせ、小粒鉱は再焼結処理のために焼結機に戻し、中粒鉱は振分けシュートで一部をパレットの床敷きのために焼結機に戻し、残部を高炉に向かわせる焼結設備において、振分けシュートは、１本の上流部と、この上流部から分岐した第１分流部及び第２分流部と、床敷きへの中粒鉱を流す第１分流部の入口と高炉への中粒鉱を流す第２分流部の入口を交互に塞ぐスイング板と、第２分流部から第１分流部へ中粒鉱をバイパスさせるバイパス通路と、で構成したことを特徴とする。
【００４７】
先ずスイング板で第１分流部の入口を塞ぎ、中粒鉱を第２分流部に導く。第２分流部に流入した中粒鉱はその一部がパイパス通路を通って、第１分流部へ分流する。残部が第２分流部を流れる。従って、第１分流部、第２分流部ともに中粒鉱を連続的に流すことができる。
第２分流部を流れた中粒鉱に大粒鉱を加えた大中混合鉱が高炉に向かう。この大中混合鉱は粒度分布が一定であるため、高炉へ供給する焼結鉱の粒度を安定させることができる。
【００４８】
そして、床敷き材ホッパにおける貯留レベルが下限レベルに達したら、スイング板をスイングさせて第２分流部の入口を塞ぎ、中粒鉱の全量を床敷き材ホッパに向かわせ貯留レベルを回復させる。ただし第２分流部の入口を塞ぐ期間は、第１分流部の入口を塞ぐ期間よりごく短縮することができるため、実質的には高炉へ供給する焼結鉱の粒度を安定させることができる。
【００４９】
請求項２の振分けシュート構造では、バイパス通路に、そこを流れる中粒鉱の流量を制御する流量制御手段を介設したことを特徴とし、流量制御手段でパイパス通路を流れる中粒鉱の流量を制御することで、床敷き材ホッパでの貯留レベルを一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る焼結設備の作動説明図
【図２】図１の２部拡大図
【図３】本発明の振分けシュートの作用説明図
【図４】本発明に係るスイング板の動作波形図
【図５】本発明のＢコンベアにおける粒度分布データを示すグラフ
【図６】従来の焼結設備の作動説明図
【図７】図６の７部拡大図
【図８】図６の８部拡大図兼作用図
【図９】従来のスイング板の動作波形図
【図１０】従来のＢコンベアにおける粒度分布データを示すグラフ
【符号の説明】
１０…焼結設備、１１…焼結機、１２…パレット、１３…床敷き材ホッパ、２６…大粒鉱、２９…中粒鉱、３１…小粒鉱、３６…制御部、４０…振分けシュート、４１…スイング板、４２…上流部、４３…第１分流部、４４…第２分流部、４５…バイパス通路、５０…流量制御手段、５１…ナイフゲート、５２…ゲートアクチュエータ。

Claims

焼結機で処理した焼結鉱を大粒・中粒及び小粒に分級し、このうち大粒鉱は高炉へ向かわせ、小粒鉱は再焼結処理のために焼結機に戻し、中粒鉱は振分けシュートで一部をパレットの床敷きのために焼結機に戻し、残部を高炉に向かわせる焼結設備において、前記振分けシュートは、１本の上流部と、この上流部から分岐した第１分流部及び第２分流部と、床敷きへの中粒鉱を流す第１分流部の入口と高炉への中粒鉱を流す第２分流部の入口を交互に塞ぐスイング板と、第２分流部から第１分流部へ中粒鉱をバイパスさせるバイパス通路と、で構成したことを特徴とする焼結設備の振分けシュート構造。
前記バイパス通路に、そこを流れる中粒鉱の流量を制御する流量制御手段を介設したことを特徴とする請求項１記載の焼結設備の振分けシュート構造。