JP4677785B2

JP4677785B2 - 焼結鉱の製造装置および製造方法

Info

Publication number: JP4677785B2
Application number: JP2005003457A
Authority: JP
Inventors: 哲也神野
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2025-01-11
Also published as: JP2006194456A

Description

本発明は、高炉等の主原料として用いられる焼結鉱の製造装置および製造方法に関するものである。

高炉の主原料である焼結鉱は、一般に以下のようにして製造される。まず、粉鉄鉱石、炭材、ＣａＯ含有副原料等を配合した焼結原料を、ドワイトロイド式焼結機のパレット上に所定の厚さに充填し、この充填された焼結原料層の表層部の炭材に着火後、下方に向けて空気を吸引しながら焼結原料層内部の炭材を燃焼させ、その燃焼熱により焼結原料を焼結させて焼結ケーキとする。そして、この焼結ケーキを粉砕・整粒することにより、粒径が数ｍｍ以上の焼結鉱が得られる。

焼結原料層の表層部の炭材への着火は、点火炉に配設されたバーナーを用いて行なわれる。焼結原料層は移動方向に直角（すなわち焼結原料層の幅方向）に広い幅を有するので、点火炉の天井には焼結原料層の幅方向に矩形の開口部を有するスリット型バーナーや複数個の円筒型バーナーが配設されている。これらのバーナーでは、バーナー内に設けられた混合部において燃料ガスと燃焼用空気とを混合し、その混合ガスを燃焼させて、火炎を混合部の下端に設けたノズルから焼結原料層へ噴射している。スリット型バーナーは、燃料ガス通路および燃焼用空気通路の先端をそのまま開放したスリット状の開放部を用いることで、スリット部全域から火炎が発生するバーナーである。そのため、スリット部の火炎温度はほぼ一定となり、均一なショートフレームが得られ、焼結機の焼結原料層表層部へムラなく着火させるバーナーとして非常に有用であることが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
特開２００１−６５８２４号公報特公昭６２−４８１２９号公報

しかし、スリット型バーナーでは、スリット部分に内張りの耐火物等の塊状物が入り込むとその部分が目詰まりする場合があり、目詰まり箇所の火炎が小さくなることで、その部分の焼結原料表面の着火状態が悪化する。このような着火不良箇所が発生した場合には未焼成の焼結原料箇所が大量に発生しその部分は粉鉱となるため、焼結鉱の歩留まりが極端に低下するという問題がある。

したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、焼結鉱の製造において着火不良個所の発生により焼結原料の未焼成部分が発生することを防止して、焼結鉱の製造歩留まりを向上させることができる焼結鉱の製造装置および製造方法を提供することにある。

このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）焼結原料を焼結パレット上に充填した焼結原料層の表面に点火して、該焼結原料層を焼成して焼結鉱を製造するための装置であって、前記焼結原料層の表面に点火するための点火炉と、該点火炉の下流側に設置され、前記焼結原料層表面の前記焼結パレット幅方向の温度分布を測定するための温度計と、該温度計の下流側に前記焼結パレット幅方向に移動可能に設置された補助バーナーと、前記温度計で測定した温度データから未焼成部分を特定し、該未焼成部分に補助バーナを移動させ、前記補助バーナーの移動位置を制御するための計算機とを備えることを特徴とする焼結鉱の製造装置。
（２）点火炉に、火炎を焼結原料層の幅方向に矩形の開口部を有するノズルから噴射するスリット型バーナーが配設されていることを特徴とする（１）に記載の焼結鉱の製造装置。
（３）焼結原料を焼結パレット上に充填した焼結原料層の表面に点火して、該焼結原料層を焼成して焼結鉱を製造する際に、点火後の前記焼結原料層表面の前記焼結パレット幅方向の温度分布を測定することで前記焼結原料層表面の未焼成部分を検出して、該検出した未焼成部分に点火することを特徴とする焼結鉱の製造方法。

本発明によれば、焼結鉱を製造する際の焼結原料層の表面の着火不良箇所の着火状態を改善することができる。このため焼結鉱の歩留まりを向上させることができる。

まず、本発明の焼結鉱製造装置について説明する。本発明の焼結鉱製造装置は、焼結原料を焼結パレット上に充填した焼結原料層の表面に点火して、該焼結原料層を焼成して焼結鉱を製造するための装置であり、焼結原料層の表面に点火するための点火炉と、点火炉の下流側に設置され、焼結原料層表面の焼結パレット幅方向の温度分布を測定するための温度計と、温度計の下流側に焼結パレット幅方向に移動可能に設置された補助バーナーと、測定した温度分布に基づいて補助バーナーの移動位置を制御するための計算機とを備えることを特徴とするものである。本発明は、点火炉に、火炎を焼結原料層の幅方向に矩形の開口部を有するノズルから噴射するスリット型バーナーが配設されている焼結鉱製造装置に用いることが望ましい
図１は、本発明の焼結鉱製造装置の一実施形態であり、焼結機の点火炉付近の説明図である。焼結機のパレット上の焼結原料層１は点火炉２で表面に着火され、図１中の矢印の方向に移動しながら焼結が進行する。点火炉２としては、バーナー内で燃料ガスと燃焼用空気とを混合し、その混合ガスを燃焼させて、火炎を焼結原料層の幅方向に矩形の開口部を有するノズルから噴射するスリット型バーナーを設置した点火炉を用いる。スリット型バーナーを設置した点火炉以外の点火炉を用いる場合であっても、パレットの幅方向に突発的に焼きムラを生じる恐れのある操業形態の場合には本発明装置を用いることが効果的である。点火炉２の出側に焼結原料層の表面の温度分布を測定する温度計３を設置する。温度計３は、焼結原料層の幅方向に複数個配置する。例えば、焼結原料層（焼結パレット）の幅が約４ｍである場合には、温度計を４０個程度、配置する。温度計は焼結原料層の幅方向に移動可能な自走式の温度計を用いることも可能である。温度計３としては、放射温度計を用いることが望ましい。温度計３の下流側に補助バーナー４を設置する。補助バーナー４は焼結原料層の幅方向の任意の位置に移動可能な自走式であることが望ましい。補助バーナー４は１台としても良いが後述する理由から複数台設置することが望ましく、３〜５台の設置が適当である。５は温度計３で測定した温度データを取り込んで解析して、補助バーナー４の焼結原料層上の位置を制御するための計算機である。

次に、本発明の焼結鉱の製造方法について説明する。本発明では、焼結原料を焼結パレット上に充填した焼結原料層の表面に点火して、焼結原料層を焼成して焼結鉱を製造する際に、点火後の焼結原料層表面の焼結パレット幅方向の温度分布を測定することで焼結原料層表面の未焼成部分を検出して、検出した未焼成部分に点火することを特徴とする。未焼成部分を発生初期の段階で検出して、その部分に点火することで未焼成部分の発生を最小限とすることができる。

図１に示す装置を用いて、本発明の焼結鉱の製造方法の一実施形態を説明する。

焼結パレットに充填された焼結原料層１は点火炉２で表面に着火される。その際に、例えば点火炉２のバーナーのスリットに部分的な目詰まりが発生していると、目詰まり部分の下部の焼結原料層が十分に着火されずに、目詰まり部分の直下部に未焼成部分が発生する。着火後の焼結原料層１の表面の温度分布を点火炉２の下流側に設置した温度計３を用いて測定することで、焼結原料層１の未焼成部分を特定する。温度計３での計測により、例えば図２に示すような温度分布が得られる。図２において、横軸は焼結原料層１の幅方向での位置であり、縦軸は各位置での温度である。図２中に矢印で示した低温部分が未焼成部分に相当する。引き続いて、温度分布測定の下流側で、特定した未焼成部分に補助バーナー４を移動させて着火することにより未焼成部分に点火する。未焼成箇所が複数箇所ある場合には、温度が低い箇所から優先して補助バーナーで着火させることが望ましい。また、すべての未焼成箇所を点火することが望ましいが、補助バーナー数に限りがある場合には温度が低い箇所から優先して補助バーナーで着火させることが望ましい。補助バーナーの着火により、未焼成部分の燃焼が進行して、焼成不良は防止されて、焼結鉱の歩留まりが向上する。

点火炉での着火後の焼結原料層表面の温度測定は、着火後のできるだけ早い時期に行なうことが望ましい。そのためには、焼結原料層の未焼成部分を特定するための温度測定は焼結パレットの幅方向に温度計を複数個配置する方式とすることが望ましい。未焼成部分はできるだけ早期に検出することが望ましく、焼結原料層上を移動する自走式の温度計を用いた場合は、温度の検出に時間がかかり、未焼成部分に補助バーナーで着火させても不良部分の多量発生が避けられない場合があるためである。

また、焼結原料層の未焼成部分を特定するための温度測定は、焼結原料層の幅方向において２０〜２００ｍｍピッチで行なうことが望ましい。温度測定間隔が２００ｍｍ超であると未焼成部分を検出できない場合がある。温度測定は焼結原料層の幅方向全体について行なうことが理想的であるが、温度測定のコストを考慮すると２０ｍｍ間隔程度であれば未焼成部分の特定には十分である。

図１に示す装置と同様の装置を用いて焼結鉱の製造を行なった。スリット型バーナーを設置した点火炉の出側から２０ｃｍの位置に、焼結原料層の幅方向に１００ｍｍ間隔で温度計を４０個設置し、焼結原料層の表面温度を測定して、測定データを随時パーソナルコンピューターに入力して表面温度をモニターし、低温部が検出された際には、１００ｃｍ下流側に設置した補助バーナーを対応する焼結原料層上の幅方向位置に移動させて、補助バーナーを点火して焼結原料層への着火を行なった。

通常の焼結鉱製造の操業において未焼成部分が発生した場合の歩留まりは７５％程度であったのが、上記の方法で操業した際の歩留まりは７８％であり、歩留まりが非常に向上した。

なお、補助バーナーでの着火位置の情報に基づきスリット型バーナーの着火不良箇所を特定して修理・点検情報として用いることができ、補助バーナーでの着火位置の情報を点火炉のバーナー保守情報として役立てた。

本発明の焼結鉱製造装置の一実施形態の説明図。焼結原料層表面の温度分布を示すグラフ。

符号の説明

１焼結原料層
２点火炉
３温度計
４補助バーナー
５計算機

Claims

焼結原料を焼結パレット上に充填した焼結原料層の表面に点火して、該焼結原料層を焼成して焼結鉱を製造するための装置であって、前記焼結原料層の表面に点火するための点火炉と、該点火炉の下流側に設置され、前記焼結原料層表面の前記焼結パレット幅方向の温度分布を測定するための温度計と、該温度計の下流側に前記焼結パレット幅方向に移動可能に設置された補助バーナーと、前記温度計で測定した温度データから未焼成部分を特定し、該未焼成部分に補助バーナを移動させ、前記補助バーナーの移動位置を制御するための計算機とを備えることを特徴とする焼結鉱の製造装置。
点火炉に、火炎を焼結原料層の幅方向に矩形の開口部を有するノズルから噴射するスリット型バーナーが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の製造装置。
焼結原料を焼結パレット上に充填した焼結原料層の表面に点火して、該焼結原料層を焼成して焼結鉱を製造する際に、点火後の前記焼結原料層表面の前記焼結パレット幅方向の温度分布を測定することで前記焼結原料層表面の未焼成部分を検出して、該検出した未焼成部分に点火することを特徴とする焼結鉱の製造方法。