JP4927538B2 - 細粒を含有する未加工凝集塊を含む鉱石を生産するためのプロセス - Google Patents

Description

本発明は、コークスのような微粒炭素を含む可燃物（combustible）及び任意追加的な結合剤から形成された外側被覆を備える、所定量の細粒未加工凝集塊を生産するためのプロセスに関するものであって、鉱石は、融剤及び任意的に提供された結合剤と混合され、この混合物はペレット状とされている（pelletized)。 ペレット状の混合物には、この混合物が集塊ドラム（agglomeration drum）内で被覆されるように可燃物が添加され、その後、プロセスを実行するプラントへと搬送される。

この種のプロセスは特許文献１から公知である。 この文献によれば、鉱石は所定量の細粒を有し、融剤及び結合剤が造粒機ディスクの支援でペレット状とされている。 このように形成された未加工凝集塊は、次いで回転式ドラム内へ移送され、粉コークスで被覆されている。

当該公知技術の欠点は、造粒機ディスクが限定された容量、すなわち、比較的大きくて強力な設備を構成するためには、複数の造粒機ディスクを設けなければならなかった一方で、造粒機ディスク内に形成された未加工凝集塊を被覆するためには、単一の集塊ドラムを備えていれば十分であるという点に存している。 複数の造粒機ディスクを単一の集塊ドラムと接続することは、とりわけ移送手段が造粒機ディスクの各々が集塊ドラムへ至らなければならないため、複雑である。 この種の移送によって、形成された未加工凝集塊の一部が破損する場合もある。 更に、この公知のプロセスを連続的なやり方で実行するのは困難であり、通常、造粒機ディスクにどのように供給され、造粒工程が造粒機ディスク上でどのように進行しているかに応じて、集塊ドラム内で単位時間当たりの物の流れの速度にイレギュラーが生じる。 更なる欠点としては、水分の含有量が変化することに伴い、異なる鉱石及び異なる粒径分布それぞれに対する再調整が複雑となる、というのも、とりわけそのような場合には、造粒機ディスク上での未加工凝集塊を形成するための時間が変化するからである。
欧州特許出願公開第０２７１８６３号明細書

本発明は、前述した欠点及び困難性を解消し、未加工凝集塊の均一且つ連続的な生産を確実に行うことのできるプロセス、並びにこのプロセスを実行するためのプラントを提供することを目的としている。 更に、このプロセスは、あまり複雑でないプラントを必要とするだけであり、単位時間当たりの大きな物の流れの速度を得ることができる。 本発明の特段の関心は、異なる粉鉱組成及び異なる融剤等に起因する作動の異なるモードに対する再調整を、とりわけ簡単なやり方で可能とすることにある。

本発明によれば、かかる目的は、集塊ドラム内の混合物をペレット化すると共に、集塊ドラムの長手方向延在部の領域内に可燃物を添加し、当該領域内で、集塊ドラム内に形成されている未加工凝集塊を、以後の工程のために所望のサイズとするという当初記載のプロセスにおいて達成されている。

もし混合が集中的に実行されるならば、かかるプロセスにとっては有利であり、好ましくは水平シャフトミキサー（shaft mixer）若しくは垂直シャフトミキサーを用いて、混合されるべき材料をすくい集める（scooping）ことによって適切に行われる。

本発明によれば、異なる作動モード、異なる鉱石、異なる鉱石組成等に対するプロセスの特に簡単な調整は、可燃物を集塊ドラム内へ添加する領域が、未加工凝集塊の性質及びサイズに応じて、集塊ドラムの全長に亘って変動されている点に特徴付けられている。

融剤及び任意追加的に結合剤を含有する所定量の細粒未加工凝集塊を生産するためのプラントであって、未加工凝集塊は、コークスのような微粒炭素を含む可燃物から形成された外側被覆を備えている。 プラントは、鉱石のためのミキサー、融剤及び任意追加的な結合剤を備え、プラントの下流側に造粒装置が配設されてなり、この造粒装置が、その長手方向延在部の領域内で、可燃物の供給手段を備えた集塊ドラムとして設計されていることを特徴としている。

好適な実施例は、供給手段が可変であり、これによって、前記供給手段が可燃物を集塊ドラム内に搬送する長手方向延在部の領域が変動することを特徴としている。

好適には、供給手段は集塊ドラム内に突出しているコンベヤベルト（conveyor belt）として設計されており、コンベヤベルトの速度が適宜に可変とされているか、若しくは、集塊ドラムの長手方向延在部に関するコンベヤベルトの位置、従ってコンベヤベルトの出力領域が可変とされている。

また、集塊ドラム内に突出している搬送スクリュー若しくはドラッグリンクコンベヤ（drag-link conveyors）を供給手段として備えることもでき、このような供給手段は同様に、集塊ドラムの長手方向に移動可能とされることが好ましい。

完全な混合及びこれによる好適な未加工凝集塊の形成を達成するために、ミキサーは水平シャフトミキサー若しくは垂直シャフトミキサーとして適宜に設計されており、かかるミキサーは、シャフト上若しくは複数のシャフト上に配されたブレードを備えている。

好適な実施例によれば、ミキサーは集塊ドラムと一体的に形成されており、融剤及び任意追加的な結合剤と鉱石との混合が完了すると直ちに、集塊ドラム内への直接的な移送が起こり、これによって、ミキサーから集塊ドラムへの別異の搬送手段が不要となる。

可燃物の供給手段が集塊ドラム内に同じ可燃物（the same）を添加している長手方向延在部の前記領域が、集塊ドラムの長手方向延在部の最初の４分の３と最後の４分の１との間、好適には集塊ドラムの長手方向延在部の２分の１と３分の２との間に設けられていれば、本発明によるプロセスを実行するために便利であることが判明している。

以下においては、本発明が図面を参照しつつ、いくつかの典型的な実施例に基づいて更に詳細に説明されている。 この場合において、図１〜図４の各々は、概略のフローチャート設計における変形例を示している。

図１に示された実施例によれば、鉱石及び融剤（コークスのような可燃物も融剤として提供され得る）が、並列して配されたバンカー（bunkers）１から取り出され、そこから前記材料をミキサー３へと搬送するコンベヤベルト２のような搬送手段に搭載される。 ミキサー３は、後述するような高性能ミキサーとして設計されることが好ましい。

これらの材料をミキサー３へと供給する寸前に、生石灰のような結合剤が供給部４を介して材料に添加されている。 混合プロセス及びその後に実行されなければならない集塊プロセスをも最適化するために、特に最適な湿度（moisture）を得るために、ミキサー３内の供給ライン５を介して所定量の水が添加されている。

コンベヤベルト６のような搬送手段を介して、ミキサー３から供給された混合物は、この混合物が粒状化される集塊ドラム７に至り、ここでも水供給部８を介して、要求される最終的な湿度調整が行われている。 最終的に好ましいサイズであると考えられる２ｍｍ〜８ｍｍの未加工凝集塊が次第に形成される一方、材料は、集塊ドラム７の供給端から反対側への出力端へ取り出され、この出力端から更なる工程のために前方へ搬送されて行く。 そのような更なる工程は、好適にはベルト式の焼結プラントにおいて焼結することによって行われている。

図示された例においては、集塊ドラム７は水平に配されているが、供給容量を増加させるために、僅かに傾斜させて配することもできる。 ミキサー３がドラムミキサー若しくは高性能ミキサーとして設計されている場合、このような傾斜配置は当該ミキサーにも適用可能である。

約２ｍｍ〜８ｍｍの粒径サイズを有する最適な未加工凝集塊の形成を促すことができるように、特にそのうちの最大粒径に関し、未加工凝集塊（いわゆる生ペレット）は、最適な粒径（grain size）に到達すると直ちに、微粒化された可燃物（好適には粉コークス）で被覆されている。 本発明によれば、この被覆は集塊ドラム７内で行われており、この集塊ドラム７は、その長手方向延在部の特定の箇所に設けられた可燃物のための供給手段９を備えている。 当該供給手段９は、好適にはコンベヤベルトとして設計されており、コンベヤベルトの供給箇所１０は、可燃物が未加工凝集塊に添加される領域１１を決定している。 コンベヤベルト９上への可燃物の供給は、バンカー、計量ベルト１３及び供給樋１４によって行われている。 可燃物は、例えば、生石灰、含水石灰、若しくはガラス状の構造を有する高炉スラグを伴う微粒化された結合剤を含んでいる。

好適には、コンベヤベルト９は、集塊ドラム７内にその一端を超えて突出していると共に集塊ドラム７の長手方向に延在している。

コンベヤベルト９に代えて、例えばスクリュー式コンベヤ若しくはドラッグリンクコンベヤ等を備えることもできる。

可燃物の供給領域１１、すなわち可燃物が最初に未加工凝集塊と接触する領域は、有利なことに可変とされており、この領域可変は、可燃物の供給放物線（discharge parabola）が修正されるようにコンベヤベルトの速度を変化することによって達成することができる。 また、領域可変は、双方向矢印１５によって図中に示されているように、コンベヤベルト９を集塊ドラム７の長手方向に移動させることによっても達成することができる。

未加工凝集塊が可燃物に最初に接触する領域から始まって、当該未加工凝集塊は、このようにして可燃物で被覆されると共に安定化され、従って、未加工凝集塊の更なる成長は阻害されている。 可燃物（好適にはコークスが使用される）が任意的に有するより粗い部分が、被覆された未加工凝集塊の間に分配されている。

本発明の特段の利点は、形成された後に直ちに、未加工凝集塊が可燃物で被覆されることによって形状的に安定化される点にあり、この安定化は速やかに生じている。 このことは、未加工凝集塊が造粒機ディスクのような造粒装置から、別な造粒機ディスク若しくは集塊ドラムのいずれかとして設計される可燃物（被服装置）へと搬送される必要が無いことを意味している。 集塊ドラム７内で正規のサイズに到達すると直ちに、未加工凝集塊は、中間的な搬送に供せられること無しに可燃物で被覆され、未加工凝集塊の精度の良い粒状化が達成され、中間的な搬送の際に生じるかもしれない未加工凝集塊の破損が高い信頼性を以って回避される。

従って、本発明によって、大量の細粒を有する焼結された未加工の混合物（raw mixtures）を特に安価なやり方で比較的粗い未加工凝集塊とするプロセスが実現されている。
本発明によれば、未加工凝集塊の粒径は、未加工凝集塊が可燃物に接触する領域を修正することによって、集塊ドラム７の長さの範囲で容易に調整され得る。 そのようにして形成されている被覆された未加工凝集塊は、焼結機械内で良好な燻蒸能力（capability of fumigation)を示し、これにより、焼結プラントの高生産性を達成することができる。
また、通気性（permeability)が改善されることによって、焼結機械で消費される電気エネルギーが最小化される。 そして、このようにして生産された焼結物は、例えば少量のＦｅＯ鉄鉱石については、高炉内で良好な収縮性をもたらす高い安定した品質を有している。 そして一次的に未加工凝集塊から成る供給原料が良好な通気性を有している結果として、焼結の際、処理ガス内の二次空気の含有量は低くなっている。

図２に示されている実施例によれば、ミキサー３は、径方向外方に延在しているブレード１７がその上に設けられた水平方向の動力シャフト（powered shaft）１６を備えている。 そのような高性能ミキサーを使用することにより、未加工凝集塊の水分を最小値に抑えることができ、これによって、焼結機械上での生産性を一層向上させることが可能となる。 更には、混合物内の材料は、特に均一に分配されており、最終製品の一貫した品質を保証している。

図２に示されている変形例によれば、ミキサー３は集塊ドラム７と一体的に形成されており、すなわち、混合物はコンベヤベルト２を介して直接的にドラム内に導入される。 このドラムの第１の部分はミキサー３として作用し、残余の部分は、粉コークスの添加も行われる集塊ドラム７として作用している。

図４に示されている実施例によれば、集塊ドラム７は同様にしてミキサー３と一体的に形成されているが、この集塊ドラム７は基礎上に固定、すなわち定置して設けられていると共に、集塊ドラムの内部空間内に設けられたブレード１７を備えた少なくとも１つのシャフト１６を有している。 このブレード１７を備えたシャフト１６もミキサー３を貫通しており、作動可能とされている。 任意追加的に形成することができる開口部１８を介して、供給手段９が集塊ドラム７内に達する。 この実施例によれば、混合、集塊及び被覆が単一の装置、すなわち混合集塊機（mixing agglomerator）内で行われ、この混合集塊機にあっては、混合、集塊及び被覆の際に生じる種々の要求が、当該集塊ドラム７の個々の領域における異なるブレード１７の設計によって考慮されている。

典型的な実施例によれば、処理されるべき鉄鉱石の使用された粒子の４０％が、０．１２５ｍｍよりも小さいサイズを示している。 １時間当たり４６０トンの原料（鉄鉱石）、融剤及び結合剤が、混合装置３内に導入されている。 湿度は３％〜４％である。 混合装置内では、調整された混合物の湿度が５％〜６％となるように、水が混合装置３内に導入された材料に添加されている。

このようにして生産された混合物は集塊ドラム７内に導入され、この集塊ドラム７内に、湿度が約１０％で粒径が１ｍｍ未満の粉コークスが、追加的に１時間当たり８トン供給されている。 これによって、湿度が約６％の未加工凝集塊が、１時間当たり４６８トン（乾燥状態で）産出されている。 未加工凝集塊の粒径は、２ｍｍ〜８ｍｍに亘っている。

このように生産された鉱石、すなわち未加工凝集塊は、その良好な通気性のおかげで焼結に完璧なまでに適している。

本発明は、鉄鉱石からの未加工凝集塊の生産にのみ限定されるものではなく、鉛鉱石若しくはマンガン鉱石のような非鉄鉱石についても適用可能なものである。

本発明の第１の実施例のプロセスフローの概略を示す図である。 本発明の第２の実施例のプロセスフローの概略を示す図である。 本発明の第３の実施例のプロセスフローの概略を示す図である。 本発明の第４の実施例のプロセスフローの概略を示す図である。

符号の説明

１ バンカー
２，６ コンベヤベルト
３ ミキサー
４ 供給部
５ 供給ライン
７ 集塊ドラム
８ 水供給部
９ 供給手段
１０ 供給箇所
１１ 供給領域
１３ 計量ベルト
１４ 供給樋
１６ シャフト
１７ ブレード
１８ 開口部

Claims (9)

1. 鉱石を、融剤及び任意的に提供された結合剤と混合し、この混合物をペレット状の未加工凝集塊とするステップと、
   前記ペレット状の未加工凝集塊に、コークスのような微粒炭素を添加し、集塊ドラム（７）内において前記微粒炭素で被覆を行うステップと、
   を備えた、前記微粒炭素及び任意追加的な結合剤から形成された外側被覆を備える、所定量の細粒未加工凝集塊を生産するためのプロセスにおいて、
   前記混合物を前記集塊ドラム（７）内でペレット状にすると共に、前記微粒炭素を、前記集塊ドラム（７）の長手方向の所定領域（１１）内に添加し、該前記長手方向の所定領域（１１）内で、前記集塊ドラム（７）内で形成されている前記未加工凝集塊を、更なるプロセスのために所望のサイズを有するようにするステップを備え、
   前記微粒炭素を前記集塊ドラム（７）の前記長手方向の所定領域（１１）内に添加する供給手段が、前記集塊ドラム（７）内に突出しているコンベヤベルト（９）であり、前記コンベヤベルトの速度が可変とされているとともに、前記コンベヤベルトの集塊ドラムの前記長手方向の所定領域（１１）に対応するコンベヤベルトからの前記微粒炭素の添加領域が可変とされており、よって前記微粒炭素は前記集塊ドラムの前記長手方向の所定領域（１１）に渡って連続して添加されることを特徴とするプロセス。
2. 前記混合を、水平若しくは垂直シャフトミキサー（３）を用いて行うステップを備えていることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
3. 前記集塊ドラム（７）内に前記微粒炭素を添加する前記集塊ドラムの前記長手方向の所定領域（１１）を、前記未加工凝集塊の性質及びサイズに応じて、前記集塊ドラム（７）の全長に亘って変動させるステップを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のプロセス。
4. 融剤及び任意追加的に結合剤を含有する、コークスのような微粒炭素、及び任意追加的な結合剤から形成された外側被覆を備える、所定量の細粒未加工凝集塊を生産するためのプラントであって、
   鉱石、前記融剤及び前記任意的に提供された結合剤を混合するためのミキサー（３）を備え、該ミキサー（３）は、その下流に配された造粒装置（７）を備えているプラントにおいて、
   前記造粒装置が集塊ドラム（７）であり、該集塊ドラム（７）が、その長手方向の所定領域（１１）に、前記微粒炭素のための供給手段（９）を備え、
   前記供給手段が、前記集塊ドラム（７）内に突出しているコンベヤベルト（９）であり、該コンベヤベルトの速度が可変とされているとともに、前記コンベヤベルトの、前記集塊ドラムの前記長手方向の所定領域（１１）に対応する添加領域が可変とされており、よって前記微粒炭素は前記長手方向の所定領域（１１）に渡って連続して添加されることを特徴とするプラント。
5. 前記供給手段が、前記集塊ドラム内に突出している搬送スクリュー若しくはドラッグリンクコンベヤとして設計されていると共に、前記集塊ドラムの長手方向に移動可能とされていることを特徴とする請求項４に記載のプラント。
6. 前記ミキサー（３）が、水平シャフトミキサー若しくは垂直シャフトミキサーとして設計されており、シャフト（１６）上若しくは複数のシャフト上に配されたブレード（１７）を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載のプラント。
7. 前記ミキサー（３）が、前記集塊ドラム（７）と一体的に形成された混合集塊機として設計され、ブレード（１７）を備えているシャフト（１６）のような少なくとも１つの混合ツールが、前記ミキサー（３）及び前記集塊ドラム（７）内に設けられ、被覆される前記微粒炭素のための前記供給手段（９）が、前記集塊ドラム（７）に形成された開口部（１８）を介して前記集塊ドラム（７）に達していることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のプラント。
8. 前記微粒炭素のための前記供給手段（９）が前記集塊ドラム内に同じ微粒炭素を添加している前記集塊ドラムの前記長手方向の所定領域（１１）は、前記集塊ドラム（７）の長手方向長さの最初の４分の３と最後の４分の１との間に設けられていることを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載のプラント。
9. 前記微粒炭素のための前記供給手段（９）が前記集塊ドラム内に同じ微粒炭素を添加している前記集塊ドラムの前記長手方向の所定領域（１１）は、前記集塊ドラム（７）の長手方向長さの２分の１と３分の２との間に設けられていることを特徴とする請求項８に記載のプラント。

Images