JP4927702B2 - 焼結用混合原材料を生産する工程 - Google Patents

Description

本発明は、混合及び粒状化によって、細粒の破片を有する鉱石と、少なくとも一の添加物と、後続の焼結工程からの戻り焼結材と、及び、任意的に加えられるバインダとを含有させる焼結用混合原材料の生産工程、及びこの工程を実施するための装置に関する。

導入部に記載されるこの種の工程は、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、及び非特許文献１により既知である。これらすべての既知の工程において、焼結後に要求される焼結材の破砕によって、焼結材の細粒の破片を生じ、この焼結材の細粒の破片は焼結される鉱石の後続の処理の間に悪影響を与える。したがって、この細粒の破片（戻り焼結材として後述されている）は、充填材料に戻され、添加される。すなわち、細粒の破片を有する鉱石及び添加物は、次いで混合され、再度粒状化され、その後に焼結される。
戻り焼結材は非常に研磨性が高く、焼結用の混合原材料の生産の際に戻り焼結材が接する装置部品を高度に磨耗させる。この種の装置部品に対する磨耗の著しい増大は、特に時間当たりの高い生産量を達成しようとする場合に生じる。そして、磨耗の増大によって装置部品の早すぎる摩滅が生じ、このため、この種の焼結用の混合原材料を生産する装置はあまり使用されていない。
欧州特許出願公開第０１９９８１８号明細書 特開昭６２−１７４３３３号公報 欧州特許出願公開第０４１５１４６号明細書 ＩＳＩＪ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｖｏｌ． ３３ （１９９３）， Ｎｏ． ４， ｐａｇｅｓ ４５４ ｔｏ ４６１

したがって、本発明は、戻り焼結材を戻すにもかかわらず、装置の重要な部品の故障によって引き起こされる作業中断を回避することを可能にするのと同時に高い生産能力を有し、また保守の時間間隔が短くならないようにすることが可能な工程、及びその工程を実施するための装置を提供することを目的としている。

本発明によれば、この目的は、鉱石が添加物及び任意的なバインダと混合された後に、戻り焼結材を添加するということによって達成される。

戻り焼結材を戻すときに混合工程をバイパスすることによって、焼結用の混合原材料を製造する設備の稼働率は大きく上がり、さらに、最大生産能力を大きく増大させることがこの種の設備において達成される。例えば、５００ｔ／ｈ以上の生産量を有する設備を達成することが可能である。

さらに、粒状化の直前のみに戻り材を添加すること、又は粒状化の間に戻り材を添加することは、粒状化の作業シーケンスのために有利である。これは、一方では戻り焼結材の破片の粗い粒子が核となって粒体が形成されるからであり、他方では戻り材の細粒の破片が再ローリングの間に粒体を形成するための構成要素として働くからである。

第１の好ましい実施形態によれば、戻り焼結材は粒状化の前に加えられる。しかし、これは、もし当初の粒体が混合の間のきわめて早い段階で形成される場合に、戻り焼結材が混合の間のきわめて早い段階で加えられるということを意味するものではない。むしろ、戻り焼結材は最後の粒状化工程として知られている工程の前に加えられ、たとえ混合された材料が混合の間に形成されたいくらかの小さい粒体を既に含んでいたとしても、最後の粒状化工程の中で混合された材料から望ましいサイズの粒体が形成される。例えば、戻り焼結材は、混合材料が混合装置から粒状化装置へ搬送されているときに加えられても良い。

更なる好ましい実施形態によれば、戻り焼結材は、粒状化工程の間に、好ましくは最後の粒状化工程の間に加えられる。

戻り焼結材料を加える時点は可変であるのが好ましい。例えば、この時点を混合後から粒状化の完了までの間で設定可能とすることが好ましい。このことは、工程を、様々な作業状況を満足させるように非常に適応性に富んだものとする。例示の方法によって、戻り焼結材のいくらかは粒状化の前に加えられ、またいくらかは粒状化の間に加えられても良い。しかし、粒状化ドラムを使用する場合には、戻り焼結材を粒状化ドラムに導入する時点を可変にすることが可能であり、戻り焼結材は粒体の形成の始めに導入することも、後続の工程段階で導入することもできる。

例えばオーストリア特許出願Ａ１１１０／２００３に説明されているように、形成されている非焼結粒体が後工程のために望ましいサイズにある粒状化の段階の間に、燃料が加えられることが好ましい。

特に好ましい実施形態によれば、混合は集中混合（ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ ｍｉｘｉｎｇ）として行われ、混合される材料は、混合ツールの手段によって、容器の中で容器と混合ツールとの間に生じる相対的な動きを伴って混合される。戻り焼結材によって引き起こされる磨耗は集中混合を用いるときに特に明白であることが知られており、従って、集中混合にとって、集中混合の下流で戻り焼結材の戻りと組み合わされることは特に有利である。集中混合は特に高い生産量の最大生産能力を達成させる。これは、集中混合が混合される粒子を特に活発に、迅速に集め、後続の粒状化工程が同様に加速されたペースで進行するようにするからである。更なる利点は、混合粒子の均一な分散であって、これによって非常に上質の焼結材料の生産が確保される。本発明による方法によって、戻り焼結材料が集中ミキサーに過負荷を与えることがなくなる。

また、集中混合の使用によって高い生産性、及び焼結設備におけるエネルギー消費の削減が達成される。さらに、非常に良好で安定した品質の焼結材料を生産することができ、例えば熱風炉におけるような、後続の焼結鉱石の処理の間の生産性及びエネルギー消費に非常に良い影響を与える。

細粒の破片を有する鉱石、少なくとも一つの添加物、後続の焼結工程からの戻り焼結材、及び任意的に加えられるバインダを含む焼結用の混合原材料を生産するための設備は、鉱石、添加物、及び任意的に加えられるバインダを混合するためのミキサーを有し、このミキサーの下流にはペレット化装置（ｐｅｌｌｅｔｉｚｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）が存在している。この設備は、ペレット化装置が粒状化ドラムとして設計され、このドラムの中には戻り焼結材を混合器へ供給する供給装置（ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｄｅｖｉｃｅ）が備えられていることを特徴としている。
戻り焼結材のための供給装置は、ミキサーから粒状化ドラムへ導く供給装置へ至ることが好ましい。

しかしながら、また、戻り焼結材を戻す供給装置を、粒状化ドラムの中に突出させることは有利であり、この場合、戻り焼結材を排出するための供給装置の排出位置は、粒状化ドラムの長さ方向の領域内で可変であるのが優位である。そして、この場合、さらに、戻り焼結材のための供給装置の供給速度が可変であることが適当である。

使用されるミキサーはドラム式ミキサーであっても良いが、特に好ましい変形においては、ミキサーが集中ミキサーとして設計されていることを特徴としており、このミキサーは、混合ツールがその中に突出する容器を有し、容器と混合ツールとの間の相対的な動きを調節可能とすることが出来る。

この場合、ミキサーは、少なくとも１つのシャフト上に配置されたブレード又はパドルを有する水平式又は垂直シャフトミキサーとして設計されることが適当である。

コークスのような燃料を添加するための添加装置が粒状化ドラムの中に設けられることが好ましく、この場合、添加装置の排出位置は、焼結用混合原材料が搬送される方向から見たときに、戻り焼結材を排出する排出位置の下流に設けられる。

また、ミキサーが粒状化ドラムと一体に形成されることも可能であり、この場合、混合される材料の生産量指示書に見られるように、装置の第１の部分はミキサーとして、特に集中ミキサーとして設計され、別の部分は粒状化ドラムとして設計される。

既に上述したように、本発明によって高い生産能力が達成される。したがって、本発明による設備は５００ｔ／ｈ以上の焼結用混合原材料の生産能力を有するように設計することが出来る。

本発明は、図面の図１〜３に図表的に示された最適な実施形態に基づいて後述に詳細に説明されている。

図１に示された実施形態によれば、鉱石及び添加物は、互いに横に並んで配置されたホッパー１から秤量装置を使用して前もって決められた比率で取り出されて、その後コンベアベルト２のような収集装置に移され、コンベアベルト２はこれらの材料をミキサー３に運び、ミキサー３は好ましくは詳細に後述されるような高機能ミキサーとして設計されている。

これらの材料がミキサー３に加えられる直前に、例えば消石灰のようなバインダがフィード４を介して材料に付加的に添加される。混合作業及び続いて行われる粒状化作業を最適化するために、規定量の水が規定された最適な湿度レベルを得るために供給管５を介してミキサー３に加えられる。

ミキサー３から装出された混合物は、コンベアベルト６のようなコンベア装置を介して粒状化装置７へ送られ、そこで混合物は粒状化され、水供給手段８によって要求された最終的な水分含有量に調整される。材料は粒状化ドラム７の装入端から反対側の装出端へ焼結されていない粒体の形成を増加させつつ通過し、最終的に２ｍｍから８ｍｍの間のサイズにされるのが好ましく、その後、更なる工程のために装出端から前方に運ばれる。この種の更なる処理は、後述するように焼結によって影響される。

図示された例においては、粒状化ドラム７は垂直位置に配置されているが、装出能力を増すために少し斜めに傾けて配置しても良い。また、粒状化ドラムはミキサー３に適用されても良い。

焼結されていない粒体（非焼結ペレットとして知られている）が、８ｍｍまでの最適な粒体サイズに達したときに、微細な粒子状の燃料、好ましくは微細コークスで覆われるのが好ましい。これは粒状化ドラム７の中で行われ、粒状化ドラム７には燃料を添加するための添加装置９が、粒状化ドラム７の長さ方向に沿った区域の規定された位置に設けられる。この添加装置９は好ましくはコンベアベルトとして設計され、装出又は放出位置１０は、燃料が焼結されていない粒体に添加される領域１１を形成している。燃料はホッパー１２、計量ベルト１３、及び放出シュータ１４を介してコンベアベルト９の上に置かれる。燃料は、例えば消石灰、水和石灰またはスラグのような微細粒子状のバインダと共に供給されても良い。

コンベアベルト９は好ましくは粒状化ドラム７の一端を介して粒状化ドラム７の中に突出し、粒状化ドラム７の長さ方向に沿って延在している。

また、コンベアベルト９の代替として、例えばスクリューコンベア又はチェーントラフ（ｃｈａｉｎ ｔｒｏｕｇｈ）コンベアなどのような、別の添加装置を使用することができる。

燃料が放出される領域１１、すなわち燃料と焼結されていない粒体とが最初に接する領域が可変であると有利であり、コンベアベルトの速度を変え、燃料の放出放物線を変化させることによって実現することができる。こうするとする。また、これは、図面に２つの矢印１５で示されるように、粒状化ドラム７の長さ方向にコンベアベルト９を移動することによっても達成することができる。

焼結されていない粒体と燃料との間の最初の接触の領域を超えて、粒体は燃料で覆われ、それによって安定化される。これにより、焼結されていない粒体の更なる成長が妨げられる。例えば好ましく使用されるコークスのような、存在し得る粗い燃料の破片は、覆われた焼結されていない粒体の間に分散される。

ミキサー３は、高機能ミキサーとして設計され、水平な伝動シャフト１６を備え、パドル又はブレード１７がこの伝動シャフトの上に半径方向外側に延在するように配置されている。この種の高機能ミキサーを使用する場合、焼結されていない粒体の水分含有量を最小化することができ、焼結装置における生産性があがる。さらに、材料は混合物の中で特に均一に分散され、最終製品の均一な品質が確保される。高機能ミキサーのドラム１８とブレード１７との間の相対的な動きは特に重要である。

このように形成された非焼結ペレット又は焼結されていない粒体は、それからコンベア装置１９を介して焼結装置２０に供給され、移動する篩２１の上に置かれ、点火フード２２の手段による点火後に焼結される。焼結装置２０の出口側端部には、十分に焼結された材料が破砕装置２３の手段によって粗く破砕され、それから冷却装置２４の手段によって冷却され、更なる破砕及び篩設備２５へ移動される。粗く破砕された焼結材は、通常ロールクラッシャー（ｒｏｌｌ ｃｒｕｓｈｅｒｓ）の手段によって、この破砕及び篩設備の中でさらに破砕される。０ｍｍから５０ｍｍの間の大きさの粒体が形成される。約５ｍｍより小さい粒体は、戻り焼結材としてホッパー２６に回収され、規定された時間当たりの量に計量された後に、鉱石、添加物及びバインダから形成され、ミキサー３から出てきた混合材料に添加される。具体的には、図表的に示された運搬装置２７によって表わされるように、ミキサー３を粒状化ドラム７に接続するコンベアベルト６に添加される。

好ましくは１０ｍｍと２０ｍｍとの間の大きさの粒子は、実線２８に示すように、篩のカバーとして前もって決められた量で焼結装置２０に供給される。この大きさの粒子の量が篩のための量を超過した場合には、これらの粒子は他の粒子とともに更なる処理のために供給される。

焼結作業の間に形成される排ガスは、回収ライン２９を介してガス浄化装置３０へ供給され、それから煙突３１を介して排出される。

図２によれば、戻り焼結材は粒状化ドラム７の中に突出したコンベアベルト３２の上に置かれ、粒状化ドラムの長さ方向の領域内の前もって決められた場所で粒状化ドラムから放出される。コンベアベルト３２の長さ方向の位置を変化させることによってこの場所を変えることが可能である。

図２によれば、ミキサー３は集中ミキサーとして同様に設計され、一以上の垂直に配置されたシャフト１６を備え、シャフト１６はモータＭによって駆動されるとともに容器３３の中に突出するパドル１７を備えている。

戻り焼結材を添加するための更なる可能な選択肢が、図３に示されている。図３によれば、戻り焼結材はシュータ３４を介して粒状化ドラム７の中に導入される。

混合作業の後に戻り焼結財を添加することによって、高い生産性をもたらす上述の集中ミキサー３を使用することが可能になり、エネルギー消費を削減することができる。さらに、非常に良質で安定した品質の焼結材を生産することができ、続いて、例えば熱風炉（ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ）中の、後続の更なる処理の間の生産性及びエネルギー消費にプラス効果を与える。

本発明による第１の実施形態を示す図である。 本発明による第２の実施形態を示す図である。 本発明による第３の実施形態を示す図である。

符号の説明

１・・・ホッパー
２、６、３２・・・コンベアベルト
３・・・ミキサー
７・・・粒状化装置
８・・・水供給手段
９・・・添加装置、コンベアベルト
１６・・・伝動シャフト
１７・・・ブレード
１８・・・ドラム
２０・・・焼結装置
２３・・・破砕装置
３０・・・ガス浄化装置
３１・・・煙突
３３・・・容器
３４・・・シュータ

Claims (13)

1. 混合及び粒状化によって、細粒の破片を有する鉱石と、少なくとも一の添加物と、後続の焼結工程からの戻り焼結材と、任意的に加えられるバインダとを含有させ、焼結用混合原材料を生産する方法であって、
   前記戻り焼結材は、前記鉱石が前記添加剤及び前記任意的なバインダと混合された後に添加され、前記戻り焼結材の少なくとも幾分かが粒状化工程の間に加えられる方法において、
   前記粒状化工程の間に加えられる前記戻り焼結材が添加される時点を変えることができ、前記粒状化工程の間に加えられる戻り焼結材が添加される時点を、粒体の形成の始めから前記粒体の完成の直前までの間で設定可能とするステップを備えていることを特徴とする方法。
2. 前記粒状化工程の間に加えられる戻り焼結材を、最後の前記粒状化工程の間に添加するステップを備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 形成されている非焼結粒体が、後工程に望ましいサイズにある前記粒状化工程の間に、燃料を添加するステップを備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記混合ステップが、混合されるべき材料が、混合ツールによって容器内で混合される集中混合として実施され、前記混合されるべき材料が、混合器と前記混合ツールとの間の相対移動を伴うステップを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 微細な破片を有する鉱石と、少なくとも一の添加物と、後続の焼結工程からの戻り焼結材と、任意的に加えられる膠決材とを含み、前記鉱石、前記添加物及び前記任意的に添加される前記バインダを混合するためのミキサー（３）を有し、該ミキサーの下流にはペレット化装置（７）が設けられた焼結用混合原材料を生産するための設備において、
   該ペレット化装置は粒状化ドラムとして設計され、戻り焼結材の少なくとも幾分かが粒状化工程の間に前記混合物に供給されるとともに、ミキサー（３）より下流において開口している供給装置（６、３２、３４）が設けられており、前記戻り焼結材を排出するための供給装置（３２，３４）の排出位置は、前記粒状化ドラム（７）の長さ方向の領域内で可変であることを特徴とする設備。
6. 戻り焼結材のための前記供給装置（２７）は、前記ミキサー（３）から粒状化ドラム（７）に至る供給装置（６）とされていることを特徴とする、請求項５に記載の設備。
7. 戻り焼結材を戻す供給装置（３２，３４）は、前記粒状化ドラム（７）内に突出していることを特徴とする請求項５又は６に記載の設備。
8. 前記戻り焼結材のための前記供給装置（３２）の供給速度は可変であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の設備。
9. 前記ミキサー（３）は集中ミキサーとして設計され、前記ミキサー（３）は容器（１８，３３）を備え、該容器（１８，３３）内に混合ツール（１６，１７）が突出しており、前記ミキサー（３）は、前記容器（１８，３３）と前記混合ツール（１６，１７）との間の相対的な動きを設定可能とされていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の設備。
10. 前記ミキサー（３）は、少なくとも一のシャフト（１６）上に配置されたブレード又はパドル（１７）を有する水平又は垂直シャフトミキサーとして設計されていることを特徴とする請求項９に記載の設備。
11. コークスのような燃料を添加するための添加装置（９）が前記粒状化ドラム（７）内に設けられ、前記添加装置（９）の排出位置（１０）は、前記焼結用の混合原材料が搬送される方向から見たときに、前記戻り焼結材を排出するための前記排出位置の下流に設けられることを特徴とする、請求項５〜１０のいずれか一項に記載の設備。
12. 前記ミキサー（３）は前記粒状化ドラムと一体に形成されることを特徴とする請求項５〜１１のいずれか一項に記載の設備。
13. 前記設備は、焼結用の混合原材料５００ｔ／ｈ以上の生産能力を有するように設計されていることを特徴とする請求項５〜１２のいずれか一項に記載の設備。

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