JP4355748B2 - Method for producing iron ore pellets - Google Patents
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Description
本発明は、高炉用原料などに使用される鉄鉱石ペレットを製造するグレートキルン方式による鉄鉱石ペレット製造技術に関する。 The present invention relates to a technology for producing iron ore pellets by a great kiln method for producing iron ore pellets used for blast furnace raw materials and the like.
鉄鉱石ペレットをつくる製造工程は、乾燥、離水、予熱、焼成および冷却の各工程からなり、この製造工程の実施に用いられるグレートキルン方式鉄鉱石ペレット製造装置(以下、単に「グレートキルン方式焼成装置」という。)として、従来、図4の縦断面図に示すようなものが知られている。同図に示すように、このグレートキルン方式焼成装置は、グレート炉1、ロータリキルン(以下、単に「キルン」ともいう。)9およびアニュラクーラ11を備えている。
The manufacturing process for producing iron ore pellets consists of drying, water separation, preheating, firing and cooling processes. Great kiln type iron ore pellet manufacturing equipment (hereinafter simply referred to as “Great kiln type firing equipment”) used for carrying out this manufacturing process. Conventionally, the one shown in the longitudinal sectional view of FIG. 4 is known. As shown in the figure, this great kiln type firing apparatus includes a great furnace 1, a rotary kiln (hereinafter also simply referred to as “kiln”) 9, and an
グレート炉1は、無端状をなすトラベリング・グレート(以下、単に「グレート」という。)2によりこのグレート2上に敷かれた生ペレットGPを、乾燥室3、離水室4、予熱室5の順に各室の長手方向に移動させつつ、加熱用ガスの下向き通風によって乾燥・離水・予熱してペレット(予熱ペレット)にキルン9での転動に耐えうる強度を付与するものである。
The great furnace 1 is composed of an endless traveling grate (hereinafter simply referred to as “grate”) 2 and raw pellets GP laid on the
生ペレットGPは、主原料としての鉄鉱石に副原料としての石灰石、ドロマイト等を配合し、さらに水分を添加して造粒されたものである。 The raw pellet GP is granulated by blending limestone, dolomite, and the like as auxiliary raw materials with iron ore as a main raw material, and further adding moisture.
先ず、乾燥室3では、水分含有量8〜9質量%程度の生ペレットGPを250℃程度の雰囲気温度で乾燥させる。次いで、離水室4では、乾燥された生ペレットを450℃程度に昇温し、主に鉄鉱石中の結晶水を分解除去する。さらに、予熱室では、ペレットを1100℃程度まで昇温し、石灰石、ドロマイト等に含まれる炭酸塩を分解しCO2を除去するとともに、鉄鉱石中のマグネタイトを酸化させる。このような工程を経て、キルン9での転動に十分耐えうる強度を有する予熱ペレットを作製することで、グレートキルン方式焼成装置の生産性を高めることが可能となる。
First, in the drying chamber 3, the raw pellet GP having a water content of about 8 to 9% by mass is dried at an atmospheric temperature of about 250 ° C. Next, in the
ロータリキルン9は、このグレート炉1に直結されており、勾配をつけた円筒状回転炉であって、出口側に配設されたキルンバーナ10による燃焼により、グレート炉1の予熱室5から装入された前記乾燥・離水・予熱されたペレットを焼成する一方、そのペレット焼成用に使用された高温の燃焼排ガスを加熱用ガスとして予熱室5へ送り込むものである。従来は、キルンバーナ10により微粉炭、コークス炉ガス等の燃料をロータリキルン9内に吹き込み、燃焼用空気とともに燃焼させるようにしている。
The
また、予熱室5には、ロータリキルン9からのキルン燃焼排ガスを昇温させるためのキルン燃焼排ガス昇温手段としての予熱室バーナ21が設けられている。予熱室バーナ21の燃料としてコークス炉ガス(以下、「COG」と略称する。)や微粉炭が用いられ、予熱室5内でこのCOGや微粉炭をキルン燃焼排ガス中の残留酸素で燃焼させることにより、キルン燃焼排ガスを昇温させるようにしている。こうすることで、予熱されたペレット(以下、「予熱ペレット」という。)の強度を高めることができ、操業不安定の原因となるロータリキルン9内におけるキルンリング(ペレット粉化物がキルン内壁レンガ表面に岩状に付着したもの)の発生を防止するようにしている(特許文献1,2参照)。
The
16は離水室用風箱群である。グレート2の下方空間はペレット移動方向に沿って複数個の部屋に仕切られており、これらの部屋が風箱と呼ばれている。つまり、離水室用風箱群16は複数個の風箱よりなるものであり、離水室5に対してその長手方向(ペレット移動方向)に沿って一列に例えば5個の風箱が並設されている。17は離水室用吸引ファンで、吸引風量(下向通風量)調節用のファンダンパ(図示省略)を有し、予熱室排ガスAを加熱用ガスとして離水室4に導き、この加熱用ガスAをグレート2上のペレット層、風箱群16を通して下向きに吸引し、次の乾燥室3へ送り出すものである。
上記予熱室バーナ21設置による予熱室内雰囲気温度の制御技術は、ペレット生産速度が一定で、生ペレットGP中の結晶水含有量も一定の場合には、予熱ペレットの強度を高めるのに非常に有効な手段である。
The control technology of the preheating chamber atmosphere temperature by installing the
ところで、近年の鉄鋼需要の増大に対応すべくペレットのさらなる増産が要請されている。また、近年における鉄鉱石原料の劣質化に伴ってペレットへの高結晶水鉱石の配合割合の増加も要請されている。しかしながら、これらの要請に対応すべく、単にペレット生産速度を増大させた場合や、ペレット生産速度を維持しつつ単に生ペレットGP中の結晶水含有量を高めた場合には、離水室4内雰囲気温度を従来どおりに維持したままで操業を行うと、ペレット(特に下層部のペレット)は、離水室4内で十分に結晶水が分解除去されなくなるため、ペレット内部に結晶水を残存したまま、より高温の予熱室5内に持ち込まれる。この結果、予熱室5内で結晶水の急速な分解によりペレットのバースティング(爆裂)が発生する。バースティングで発生した粉によりペレット層の通気性が悪化し均一な加熱が阻害され、ペレット層の圧損が増大するなど操業が不安定化するとともに、予熱ペレットの強度が低下する。この結果、予熱室5内で発生した粉がキルン9内に持ち込まれるとともに、強度の低い予熱ペレットがキルン9内で転動により粉化するため、キルンリングが形成され、操業が継続できなくなる。したがって、上記予熱室5内でのバースティングを回避するために、結局はペレット生産速度を低下せざるを得なかった。
By the way, in order to respond to the recent increase in steel demand, further increase in the production of pellets is required. In addition, with the recent deterioration of iron ore raw materials, an increase in the blending ratio of high crystal water ore to pellets is also required. However, if the pellet production rate is simply increased or the crystal water content in the raw pellet GP is increased while maintaining the pellet production rate to meet these requirements, the atmosphere in the
また、上記ペレット増産ないしペレットへの高結晶水鉱石増配時において、予熱室バーナ21から予熱室5内への燃料吹込み量を増加して、予熱室5内雰囲気ガス温度を上昇させ、その結果として予熱室排ガスAの温度を上昇させて、離水室4内雰囲気温度を上昇させることで、離水室4出口における結晶水の残存量を低下させることが考えられる。しかしながら、予熱室バーナ21の使用により、予熱室排ガスAの温度は予熱室バーナ21を使用していなかった当時より上昇しており、予熱室排ガスAの温度を現状よりさらに高めることは、金属製のグレート2の耐熱温度の制約から困難である。また、仮にグレート2の材質を高級化して耐熱温度を上昇させることが可能としても、設備コストやメンテナンスコストが上昇することはもとより、離水室4内の雰囲気温度を単純に上昇させると、特にペレット増産の場合には乾燥室3で生ペレットGP(特に、下層部のペレット)から付着水分が十分に除去されないまま離水室4内に持ち込まれ、従来より高い離水室4内雰囲気温度により付着水分が急速に蒸発してバースティングが発生しやすくなる問題が生じる。
Further, at the time of increasing the production of pellets or distributing high crystal water ore to the pellets, the amount of fuel injected from the
したがって、上記ペレット増産ないしペレットへの高結晶水鉱石増配の要請に十分に答えられないのが現状であった。
そこで、本発明は、ペレット増産ないし高結晶水鉱石増配を確実に達成しうるペレット製造方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the pellet manufacturing method which can achieve reliably the pellet production increase or the high crystal water ore increase distribution.
請求項1に記載の発明は、鉄鉱石ペレットをトラベリング・グレートで移動させつつ、乾燥室、離水室および予熱室で順次加熱した後、キルンバーナを備えたロータリキルンで焼成するグレートキルン方式の鉄鉱石ペレット製造方法において、前記離水室の入口を基点として該離水室全長の1/3〜0.98倍の間に複数本のバーナを設置し、該複数本のバーナから前記離水室へ気体燃料を吹き込み、該気体燃料を、前記離水室へ導入される予熱室排ガス中の残留酸素で燃焼させて、前記離水室内における、その入口近傍を除く領域の雰囲気温度を上昇させることを特徴とする鉄鉱石ペレットの製造方法である。 The invention according to claim 1 is a great kiln type iron ore which is heated in a drying kiln, a water separation chamber and a preheating chamber in sequence while moving the iron ore pellets with a traveling great and then fired in a rotary kiln equipped with a kiln burner. In the pellet manufacturing method, a plurality of burners are installed between 1/3 and 0.98 times the total length of the water separation chamber from the inlet of the water separation chamber, and gaseous fuel is supplied from the plurality of burners to the water separation chamber. Injecting and burning the gaseous fuel with residual oxygen in the exhaust gas from the preheating chamber introduced into the water separation chamber, and raising the atmospheric temperature in the region other than the vicinity of the inlet in the water separation chamber It is a manufacturing method of a pellet.
請求項2に記載の発明は、前記気体燃料の吹込み方向が、前記離水室への前記予熱室排ガスの導入方向と直交する請求項1に記載の鉄鉱石ペレットの製造方法である。
Invention of
請求項3に記載の発明は、前記気体燃料が、コークス炉ガス、天然ガス、石油ガス、または、これらの2種以上の混合ガスである請求項1または2に記載の鉄鉱石ペレットの製造方法である。
The invention according to claim 3 is the method for producing iron ore pellets according to
本発明によれば、離水室に、その入口から所定区間を避けて設置した複数本のバーナから気体燃料を吹き込んで、離水室の上記所定区間より後方の雰囲気温度のみを上昇させたことで、万一、離水室内に付着水分を残存するペレットが持ち込まれても該離水室内でバースティングが発生することが防止できるとともに、該離水室内で十分に結晶水が分解除去されるので、予熱室内でバースティングが発生することも防止できるようになった。 According to the present invention, by blowing gaseous fuel from a plurality of burners installed avoiding a predetermined section from the entrance to the water separation chamber, by raising only the ambient temperature behind the predetermined section of the water separation chamber, In the unlikely event that pellets with residual moisture remaining in the water separation chamber are brought in, bursting can be prevented from occurring in the water separation chamber, and the crystal water is sufficiently decomposed and removed in the water separation chamber. It is now possible to prevent bursting from occurring.
この結果、本発明を適用することで、ペレット増産ないし高結晶水鉱石増配が確実に達成できるようになった。 As a result, by applying the present invention, it has become possible to reliably achieve increased pellet production or increased distribution of high crystal water ore.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔実施形態〕
図1は本発明の実施に係るグレートキルン方式鉄鉱石ペレット製造装置の一例を示す縦断面図、図2は図1に示す製造装置の要部を示す平面図、図3は図2中の予熱室を説明するための横断面図である。ここで、本例において、離水室にバーナが追加されている点以外は、前記図4に示す従来装置の構成と同一であるので、同一部分には図4と同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について説明する。
Embodiment
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a great kiln type iron ore pellet manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the main part of the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a preheat in FIG. It is a cross-sectional view for demonstrating a chamber. Here, in this example, except that a burner is added to the water separation chamber, the configuration is the same as that of the conventional apparatus shown in FIG. Is omitted, and different points will be described.
図1〜図3に示すように、予熱室排ガスAの温度を上昇させるために、離水室4には、気体燃料として例えばCOGを離水室5内に吹き込むためのバーナ(以下、「離水室バーナ」ともいう。)31を複数本設けている。離水室バーナ31の燃料として、微粉炭でなく、気体燃料を採用したのは、離水室4に吹き込まれる予熱室排ガスAの温度は400〜450℃程度と低いため、微粉炭の場合は着火源がないと燃焼が継続しないのに対し、気体燃料の場合は着火源がなくても自動的に燃焼が継続することによる。また、後述のように、離水室バーナ31を天井壁4aに設置する場合は、微粉炭バーナを用いると、バーナフレームが長くなるため、ペレット層の最表面のペレットが過熱され、バースティングが発生しやすくなるので、この点からもバーナフレームの短い気体燃料を用いるのがよい。
As shown in FIGS. 1 to 3, in order to raise the temperature of the preheating chamber exhaust gas A, a burner (hereinafter referred to as “water separation chamber burner”) is used to blow COG into the
上記複数本のバーナ31は、離水室入口4bを基点として(1/3)L〜0.98L(L:離水室全長)の間に配設する。離水室入口4bを基点として(1/3)L未満の位置にバーナ31を設置すると、離水室入口壁b近傍の雰囲気温度が上昇し、乾燥室3内で十分に乾燥しきれずに付着水を残留したままペレットが離水室4に持ち込まれたときに、バースティングが発生しやすくなるためである。一方、離水室入口4bを基点として0.98Lを超える位置(すなわち、離水室出口4cを基点として0.02L未満の位置)にバーナ21を設置すると、離水室出口4cの隔壁にバーナ21が近づきすぎでバーナフレームからの輻射熱により該隔壁の耐火物が損傷されやすくなるためである。上記複数本のバーナ31は、離水室入口4bを基点として(1/2)L〜0.95Lの間に配設するのが好ましく、(1/3)L〜0.92Lの間に配設するのがより好ましい。
The plurality of
また、複数本のバーナ31は、図2および図3に示すように、離水室4の天井壁4aに設置し、COG(気体燃料)の吹込み方向(本例では下向き垂直方向)が、離水室4への加熱用ガス(予熱室排ガス)の導入方向(本例では水平方向)と直交するようにするのが好ましい。これにより、複数のバーナ31から吹き込まれたCOG(気体燃料)は、加熱用ガスと良好に混合されるので、複数本のバーナ31を設置した領域の雰囲気温度は均一となり、ペレット層は均一に加熱され、結晶水が万遍なく分解除去されることとなる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of
また、複数本のバーナ31は、図2に示すように、例えば離水室4の幅方向に4本、その長手方向に2本の合計8本を所定間隔をあけて並べて配置することが好ましい。このように複数本のバーナを設置することで、バーナフレームをより短くしてペレット層最表面のペレットのバースティングをより確実に防止するとともに、雰囲気温度をより均一にすることができる。
As shown in FIG. 2, the plurality of
上記のようにして、離水室4に設置した複数本のバーナ31で離水室入口4b近傍を除く離水室4内の雰囲気温度を上昇させることにより、ペレット増産ないしペレットへの高結晶水鉱石増配時においても、離水室4内でバースティングを発生させることなく、ペレットから十分に結晶水が分解除去され、予熱室5内に粉が持ち込まれること、および、予熱室5内でバースティングが発生することが確実に防止され、予熱ペレットの強度が高まる。そして、この強度の高い予熱ペレットはキルン9内で転動を受けても粉化しにくく、キルンリングの生成が防止されることとなる。
As described above, by increasing the atmospheric temperature in the
(変形例)
上記実施形態では、気体燃料としてCOGを例示したが、COGの他、天然ガス(LNG)、石油ガス(LPG)、または、これらの2種以上の混合ガスを用いてもよい。
(Modification)
In the above embodiment, COG is exemplified as the gaseous fuel, but natural gas (LNG), petroleum gas (LPG), or a mixture of two or more of these may be used in addition to COG.
また、上記実施形態では、複数本のバーナ31を離水室4の天井壁4aに設置する例を示したが、離水室4への加熱用ガス(予熱室排ガス)Aの導入ダクトが天井壁4aに接続されている場合、すなわち、加熱用ガスAの導入方向が垂直下向きの場合には、気体燃料の吹込み方向が加熱用ガスAの導入方向と直交する水平方向となるように、上記複数本のバーナ31を離水室4の側壁に設置するのが推奨される。
Moreover, in the said embodiment, although the example which installs the
なお、上記実施形態では、複数本のバーナ31として、離水室4の幅方向に4本、その長手方向に2本の計8本設置する例を示したが、これに限定されるものではなく、離水室4のサイズ(幅およびその長さ)や離水室バーナ31の設置コスト等を総合的に勘案して、適宜変更しうるものである。
In the above embodiment, an example in which a total of eight
本発明の効果を確認するため、実機の鉄鉱石ペレット製造装置において離水室(幅4.7m、長さ15.25m)に上記実施形態で述べたように、COGを吹込むためのバーナ(1本あたりの最大COG吹込み流量:125Nm3/h)を離水室入口壁から9.15m予熱室寄りの位置から離水室出口壁方向に向かって、離水室の幅方向に1.2m間隔で4本、その長手方向に3.05m間隔で2本の計8本設置した。そして、ペレットの原料配合は変更せずに(すなわち、生ペレット中の結晶水含有量は一定に維持したまま)操業を行い、離水室バーナ設置前後のペレット生産速度を比較した。 In order to confirm the effect of the present invention, in the actual iron ore pellet manufacturing apparatus, as described in the above embodiment, a burner (per 1 piece) for blowing COG into the water separation chamber (width 4.7 m, length 15.25 m). The maximum COG blowing flow rate: 125 Nm 3 / h) from the water separation chamber inlet wall toward the water separation chamber outlet wall from the position near the preheating chamber to 9.15 m, four in the width direction of the water separation chamber, A total of eight of them were installed in the longitudinal direction at intervals of 3.05 m. And operation was performed without changing the raw material composition of the pellets (that is, while maintaining the crystallization water content in the raw pellets constant), and the pellet production rates before and after the water separation chamber burner were installed were compared.
その結果、離水室バーナの設置前にはペレット生産速度は最大10000t/dであったのが、離水室バーナの設置後には、予熱室内でバースティングを発生させず、予熱ペレットの強度を維持したままで、かつ、キルンリングを生成することなく、ペレット生産速度を10650t/dまで上昇させることが可能となり、本発明の適用によりペレットを6.5%増産できることを確認した。 As a result, the pellet production rate was 10,000 t / d at the maximum before installing the water separation chamber burner, but after the water separation chamber burner was installed, bursting was not generated in the preheating chamber, and the strength of the preheating pellet was maintained. The pellet production rate can be increased to 10650 t / d without generating a kiln ring, and it was confirmed that the production of pellets can be increased by 6.5% by applying the present invention.
1…グレート炉
2…トラベリング・グレート
3…乾燥室
4…離水室
4a…離水室天井壁
4b…離水室入口
4c…離水室出口
5…予熱室
9…ロータリキルン
10…キルンバーナ
11…アニュラクーラ
16…離水室用風箱群
17…離水室用吸引ファン
21…予熱室バーナ
31…離水室バーナ
A…予熱室排ガス(加熱用ガス)
GP…生ペレット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
GP ... Raw pellet
Claims (3)
前記離水室の入口を基点として該離水室全長の1/3〜0.98倍の間に複数本のバーナを設置し、該複数本のバーナから前記離水室へ気体燃料を吹き込み、該気体燃料を、前記離水室へ導入される予熱室排ガス中の残留酸素で燃焼させて、前記離水室内における、その入口近傍を除く領域の雰囲気温度を上昇させることを特徴とする鉄鉱石ペレットの製造方法。 In a method for producing iron ore pellets of a great kiln method in which iron ore pellets are moved by a traveling great, sequentially heated in a drying chamber, a water separation chamber and a preheating chamber and then fired in a rotary kiln equipped with a kiln burner.
A plurality of burners are installed between 1/3 and 0.98 times the total length of the water separation chamber with the inlet of the water separation chamber as a base point, and gaseous fuel is blown into the water separation chamber from the plurality of burners. Is burned with residual oxygen in the preheating chamber exhaust gas introduced into the water separation chamber, and the atmosphere temperature in the region other than the vicinity of the inlet in the water separation chamber is increased.
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