JP3824241B2 - 焼結操業方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、DL式空気下方吸引式焼結法による鉄鉱石の焼結操業において、安定して高生産性,低NOxを実現するための焼結操業方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
DL式鉄鉱石焼結機においては、粉鉱石と石灰石を主原料とし、これにコークスを混合して、エンドレスに連結したパレット上に装入して搬送し、搬送中に混合したコークスを燃焼させる。そして、表層からの燃焼によりパレット上の原料は表層から順次、下層に向けて焼結鉱となって行く。この過程で、燃焼帯の上方にできた焼結層に上方から強磁界を加えて焼結層を上方に吸引し、通気性を高めることが提案されている。例えば、特開平04−124225号公報に、焼結層を磁力を利用して非接触で保持・浮揚させることにより、焼結ベッドの下層部にかかる荷重を軽減し、通気性を改善し、燃焼効率を上げて生産性向上およびNOx発生量低減等を実現させる方法が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
磁気浮揚の効果を十分に発揮できるよう、焼結面の広範囲に磁力を作用させるために、電磁石は大きいサイズのものとするのが一般的である。さらに、弱磁性体(ここでは透磁率が真空の数倍程度以下とする)である焼結鉱に作用する磁力をできるだけ大きくすることを狙って、電磁石下面(磁極面)と焼結鉱とのギャップはなるべく小さくする必要がある。しかし、電磁石を大きいサイズのものとすると、パレット側壁との相対距離が近くなり、一般に強磁性体(ここでは透磁率が真空の百倍程度以上とする)であるパレットへの磁場拡散が生じる。次に、ギャップを小さくしすぎると、特に磁場の強いコイル近傍で磁石吸引力が過大となり、焼結表層部の剥離が生じ歩留が低下する。
【0004】
また、磁極面とパレット底面(グレートバー)との相対距離が近くなるので、強磁性体であるパレットへの磁場拡散が生じる。パレットへの磁場拡散が生じると、パレットにも浮揚力が発生するが、焼結層の通気性の改善には寄与しない。むしろ、このようなパレットへの磁場拡散により、磁化されたパレットと焼結鉱および焼結原料との接触する面にて吸引力が発生し、これによって原料を圧密するので通気性が悪化するといった逆効果を生む。
【0005】
そこで、磁場がパレットへ拡散しないよう、ギャップを拡げると磁力は全体的に低下するだけで、依然として焼結鉱とパレット全体に吸引力が働き、焼結鉱に吸引力を集中させることはできない。その結果、やはり通気性が改善されない。
本発明は、上記課題に鑑み、磁気浮揚焼結法における焼結磁気吸引装置において、強磁性体であるパレット(パレット側壁,グレートバーおよびグレート)への磁場拡散を低減し、同時に焼結鉱に効率的に磁場を作用させることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、焼結鉱を磁気浮上させて原料層の通気性を改善する空気下方吸引式磁気浮揚焼結法において、焼結鉱原料に点火する位置から焼結鉱を排出する位置までの間で、焼結鉱の表層に対向して焼結鉱上部に吸引用磁石を設置し、パレット側壁,グレートおよびグレートバーのうち少なくとも一つを非磁性材料で形成したパレットを使用する。
【0007】
本発明によって、磁気浮揚焼結法においては、パレット側壁ならびにパレット底部のグレートおよびグレートバーの材質を非磁性(透磁率が空気とほぼ同じ)とすることで、原理的にこれらには磁気吸引力が作用しない。
【0008】
一般に知られるように、例えば強磁性体である鉄鋼板は磁石に吸引されやすい材質であり、これは比透磁率が百倍程度以上の値であるため、鉄鋼板には大きな磁気吸引力が働く。したがって、従来のようにパレット側壁ならびにパレット底部のグレートおよびグレートバーを磁性材料とすると、これらに磁束が集中し、それに伴って、原料と直接接触しているパレット側壁およびグレートバーでは、原料層がそれらに吸引されて圧密化を生じ、通気性が劣化する。そのため、焼結鉱の吸引力が十分あるにもかかわらず、磁気浮揚による通気性改善が得られなくなる。
【0009】
原料層は、強磁性体であるパレットが磁化することで、これらに吸引される。したがって、元々パレットの吸引力が小さい(磁化の程度が低い)と、原料層とこれらの間の吸引力も小さい。すなわち、原料の、パレットへの吸引による圧密も弱く、通気性の劣化を招くことはない。また、磁石の発生する磁場は、対向する焼結層を通してパレット底面すなわちグレートバーへ到達し易い。そして強磁性体であるグレートバーおよびグレートを経由して、パレット側壁への磁路を形成し、ほぼパレット全体が磁化する。したがって、パレット側壁ならびにパレット底部のグレートおよびグレートバーを非磁性材料とすることにより、磁石からパレットへの磁場拡散が少く、それらへの原料層の吸引が少く、圧密が防がれ、磁気浮揚による通気性改善が実現する。
【0010】
このような非磁性材料には例えばオーステナイト系鋼材があり、パレット側壁ならびにパレット底部のグレートバーとしての機械的および熱的な強度を十分に持ち、耐用期間との兼合いもあるが、実用的である。よって、本発明では、主としてこのような材質のパレット側壁ならびにグレートおよびグレートバーを用いる。
【0011】
なお、吸引用磁石は、常伝導電磁石に限らず、超伝導磁石や永久磁石でも同様であり、燃焼面上の磁石の配置向きは、上記の条件を満たしていれば、各磁石の長辺方向をパレット幅方向に合わせても、原料の流れ方向に合わせても磁場の拡散が少くなる。また、パレット側壁ならびにパレットグレートバーおよびグレートの全てを非磁性材料とするのが、パレットの吸引力が最も小さく望ましいが、これらのうち1者または2者が非磁性材料した場合でも、パレットの焼結鉱吸引力が低下し、原料の圧密を低減することができるため、磁気浮揚による通気性改善が実現する。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に従って説明すると、焼結鉱を搬送するエンドレスに連結されたパレット9(図1)のそれぞれは、非磁性材料で形成されたグレート9aおよびグレートバー9bならびにパレット側壁9cを備える(図2)。また、図3に示すように、該焼結鉱原料の表層に点火する位置(50)から焼結鉱排出位置(排鉱)までの間に電磁石Ma〜Meがあり、これらが、パレット9上に生成した焼結鉱10の表層に対向している。図1には、電磁石Ma〜Meの1つを示す。
【0013】
図3は、本発明を実施する一態様のDL式焼結機を示す。多数のパレット9がエンドレスに連結され、連続的に搬送駆動される。ホッパー30で焼結原料がパレット9に連続的に装入され、点火炉(50)で原料の表面に着火される。
【0014】
図5に、図3に示す点火炉50〜排鉱位置までの、パレット9上の原料の燃焼状態を示す。着火した原料は、排鉱位置に至るまでに順次表面から下方向に燃えていき、ブロア吸引ダクト60に加えられる吸引圧によって原料の表層から下層に空気が吸引され、この空気が原料下層への燃焼を助ける。
【0015】
再度図3を参照すると、排鉱位置に到達するまでに原料はすべて燃焼して燃結鉱に変わっており、燃結鉱は排鉱位置でパレット9が下方向に旋回するときにパレットから落下する。パレット9上の原料が表層から下層に燃焼が進行している行路上に、パレット9上に生成した焼結鉱10の表層に対向して、電磁石Mi(Ma〜Me)が配設されており、表層の焼結鉱10および原料12に磁束を与え、上方に吸引する。
【0016】
図1に、電磁石Mi(Ma〜Me)の1つとパレット9の横断面を示し、図2に、1つのパレット9の拡大横断面を示す。全てのパレットは表1に示す仕様のグレート9aおよびグレートバー9bならびにパレット側壁9cを有し、いずれのパレットも、形状やサイズは全て同じである。
【0017】
【表1】
【0018】
図4に、電磁石Mi(Ma〜Me)の1つの電磁石を支持する構造を示す。各電磁石(Ma〜Me)は、発生吸引力を測定するためのロードセル13を介して架台20に吊り下げられている。吊り下げ柱は昇降装置Rで上下駆動される。この昇降装置Rを用いて焼結鉱10の表面から所定距離に電磁石下面を設定する。また、電磁石には機側操作盤100内の直流電源が給電する。
【0019】
【実施例】
本発明の実施例では、主仕様を表2に示す常伝導電磁石3を、図1のように、磁石長辺とパレット幅方向を揃えて、図3に示すように機長方向に5台(パレット幅方向に1台ずつ)設置した。図3に示すように焼結面積300m2(3m幅×100m長)の焼結製造ラインの点火炉出口点から24mの位置に最上流の電磁石Maを、また、残りの電磁石Mb〜Meは前後の間隔を500mmおき、それぞれ焼結鉱10とのギャップを50mm離して配置した。なお、パレットサイズは3000mm幅(パレット側壁9cの上端位置)×600mm高(グレートバー9bから上端)で、この時、焼結原料の層厚は550mm、ライン速度は3.3m/minである。
【0020】
【表2】
【0021】
以上の装置および条件で電磁石を定格通電して焼結鉱を磁気浮揚させた。その結果、この時の焼結生産性は12%前後向上した。また、パレット9への磁石の拡散の指標として、パレット9の内部を空の状態(図2)にして電磁石下面をそれぞれパレット側壁高さの位置にそろえて定格通電したときのパレット吸引力をロードセル13で測定した。その結果、電磁石1台当たり測定最小値1kgfを下回った。さらに、同様に磁場の拡散の指標として、電磁石直下のパレット幅方向底面位置(グレートバー間)における磁束密度を、ホール素子プローブ付きガウスメータにより測定した。その結果、最大0.12テスラであった。
【0022】
比較例として、パレット底部のグレート9aおよびグレートバー9bならびにパレット側壁9cの内、1種または2種の材質を球状黒鉛鋳鉄(磁性材料)に変えて使用した以外は、前記実施例と同様の使用態様で、それぞれの組み合わせで焼結面に磁界を印加し、焼結鉱10を浮揚させた。
【0023】
各組み合わせの磁気浮揚による焼結生産性,空パレット吸引力およびパレット底部における最大磁束密度は、表3に示す通りである。
【0024】
【表3】
【0025】
【0026】
パレット側壁9cならびにグレート9aおよびグレートバー9bの全てを磁性材料で形成した場合の生産性向上率は、5%〔パレット全体への磁場拡散による原料の圧密(通気性の悪化)により、前記実施例より13%低下〕に激減した。上記比較では、いずれの電磁石、ならびに、パレット側壁9c,パレット底部のグレート9aおよびグレートバー9bともに、サイズが同じであるが、各ケースで示されるパレット側壁9cならびにグレート9aおよびグレートバー9bの材質(比透磁率)が、非磁性か磁性かで、パレット9への磁場の拡散が異なっている。パレットの全体(9a,9b,9c)を全て非磁性材料にした実施例の方が、パレット側壁9cならびにグレート9aおよびグレートバー9bの一部を磁性材料にした比較例に比べてパレット、特にパレット底部への磁場拡散が抑制され、その結果、焼結生産性が向上した。また、パレット側壁9cならびにグレート9aおよびグレートバー9bの内の1つの材質を非磁性材料にした場合より、2つを非磁性材料にした場合の方が焼結生産性が高くなる(いずれも生産性向上率は12%以上)。ただし、磁石あるいはパレット構成部位の寸法が異なる場合は、磁場の拡散の様子も変わり、どの部位を非磁性材料にすると生産性が顕著に向上するかは一概には言えない。
【0027】
【発明の効果】
本発明を磁気浮揚焼結法に適用することによって、パレットへの磁場拡散による原料層の圧密が防止され、焼結生産性が高く安定する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)の1A−1A線断面図である。
【図2】 図1の(b)に示すパレットを詳細に示す拡大横断面図である。
【図3】 DL式鉄鉱石焼結機および焼結磁気吸引装置の概要を示す縦断面図である。
【図4】 図1および図3に示す焼結磁気吸引装置Miの1つの電磁石の支持構造の概要を示す斜視図である。
【図5】 図3のDL式鉄鉱石焼結機において、パレット9上の原料の燃焼状態を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
1:常電導コイル 3:鉄心(強磁性体)
9a:グレート(非磁性材料) 9b:グレートバー(非磁性材料)
9c:パレット側壁(非磁性材料) 10:焼結鉱
11:ブロア吸引 12:原料層
13:ロードセル 14:燃焼帯
15:パレット搬送レール 16:パレット搬送車輪
Mi:焼結磁気吸引装置
Ma〜Me:電磁石
Claims (1)
- 焼結鉱を磁気浮上させて原料層の通気性を改善する空気下方吸引式磁気浮揚焼結法において、
焼結鉱原料に点火する位置から焼結鉱を排出する位置までの間で、焼結鉱の表層に対向して焼結鉱上部に吸引用磁石を設置し、パレット側壁,グレートおよびグレートバーの少なくとも一つを非磁性材料で形成したパレットを使用することを特徴とする焼結操業方法。
Priority Applications (1)
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JP08980796A JP3824241B2 (ja) | 1996-03-18 | 1996-04-11 | 焼結操業方法 |
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JP8-61212 | 1996-03-18 | ||
JP08980796A JP3824241B2 (ja) | 1996-03-18 | 1996-04-11 | 焼結操業方法 |
Publications (2)
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JPH09310982A JPH09310982A (ja) | 1997-12-02 |
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- 1996-04-11 JP JP08980796A patent/JP3824241B2/ja not_active Expired - Fee Related
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