JP5446115B2

JP5446115B2 - 塊鉱石付着粉の除去方法

Info

Publication number: JP5446115B2
Application number: JP2008102979A
Authority: JP
Inventors: 成治榎枝; 陽一吉永; 耕司山本
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2028-04-11
Also published as: JP2009149969A

Description

本発明は、高炉原料として使用される塊状の鉄鉱石（塊鉱石）の高炉装入前処理に関するものであり、特に、高炉装入前処理として行う塊鉱石付着粉の除去方法に関するものである。

高炉原料となる塊鉱石は、通常、原料ヤードに山積みの状態で保管されている。そのため、降雨時には、塊鉱石が濡れて、例えば５〜５０ｍｍの粒径である塊鉱石の表面に５ｍｍ以下の微粒が付着する。塊鉱石がこのままの状態で高炉へ装入されると、塊鉱石の平均粒径が小さくなり、炉内の通気性抵抗が増すので生産性が低下する。

そこで、塊鉱石を高炉へ装入する前に、塊鉱石の表面に付着した微粒（付着粉）を除去する高炉装入前処理が行われている。

例えば、特許文献１には、塊鉱石を水洗して付着粉を除去する方法が提案されている。

また、（ａ）乾燥機で塊鉱石の水分を０％にした後、振動篩で付着粉を除去する方法や、（ｂ）塊鉱石を振動篩に複数回かけて付着粉を除去する方法がとられている。

なお、後述する［発明を実施するための最良の形態］において、下記の特許文献２を引用するので、ここに併せて記載しておく。
特開平７−１１３１２７号公報特許第３２６４２００号公報

しかし、特許文献１に記載の方法は、塊鉱石を洗う水洗機の他に、除去した付着粉（微粒）を処理水から分離する液体サイクロンやフィルタープレスなどの付帯設備が必要となる。また、水洗後は塊鉱石を乾燥させるためにヤードに仮置きするため、高炉への直送ができない。さらに、水処理用の凝集剤を使用することによるランニングコストが必要な場合もある。

また、前記（ａ）の方法は、乾燥用の熱源が必要であり、燃料などのランニングコストがかかる。あるいは、前記（ｂ）の方法は、粘着性の高い付着粉（微粒）が振動篩の篩面に付着し、操業を続けると目詰まりを起こし、付着粉が除去できなくなる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、高炉原料として使用される塊鉱石の表面に付着した付着粉を効率良く除去することができる塊鉱石付着粉の除去方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］高炉原料として使用される塊鉱石の表面に付着した付着粉を除去する塊鉱石付着粉の除去方法であって、傾斜スクリーンを揺動運動させる揺動選別機を用いて付着粉を除去することを特徴とする塊鉱石付着粉の除去方法。

［２］傾斜スクリーンの上方に、傾斜スクリーン上から跳ね上げられた塊鉱石が衝突して反発するようにするための反発板を設置することを特徴とする前記［１］に記載の塊鉱石付着粉の除去方法。

［３］塊鉱石から除去した付着粉を風力分離機構によって排除することを特徴とする前記［１］または［２］に記載の塊鉱石付着粉の除去方法。

［４］前記風力分離機構は、熱風を用いるものであることを特徴とする前記［３］に記載の塊鉱石付着粉の除去方法。

本発明においては、塊鉱石の表面に付着した付着粉を効率良く除去することができる。すなわち、本発明では、揺動選別機の揺動運動によって付着粉を的確に払い落とすことができるので、従来のような水洗処理用の付帯設備が不要となり、建設費を少なくすることができる。また、水処理用の凝集剤や乾燥用の熱源が必要でなく、そのためのランニングコストがかからない。さらに、水処理を施していないので、水処理後に乾燥させる必要が無く、揺動選別機で付着粉を除去した後は塊鉱石を直接高炉に搬送することができる。

本発明の実施形態を以下に述べる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態においては、図１に斜視図を示す揺動選別機（揺動反発式選別機）１に塊鉱石を投入し、塊鉱石同士の衝突を促進させて、塊鉱石表面に水分で付着した微粉（付着粉）を払い落とすことによって、塊鉱石に付着して一緒に高炉に送られる微粉の割合を減らすようにしている。

ここで、揺動選別機（揺動反発式選別機）１は、前記特許文献２にも記載されているように、チャンバー９内でクランク軸２の回転（図１中の矢印方向の回転）により揺動運動（片振幅３０ｍｍ以上）をする傾斜スクリーン３（傾斜２０°〜３０°）上に被選別物を投入し、被選別物を構成する物体の重量、形状および硬度の差により傾斜スクリーン３上で反発する弾道が異なることを利用して、被選別物を選別する形態選別装置であり、傾斜スクリーン３上での跳ね返りが大きい重量物は傾斜スクリーン３の傾斜下方に回収され、傾斜スクリーン３上での跳ね返りが小さい軽量物は傾斜スクリーン３の傾斜上方に回収され、傾斜スクリーン３の篩目４より小さい小径物は傾斜スクリーン３の篩下に回収されるような構造になっている。

したがって、このような揺動選別機１に塊鉱石１０を投入すると、投入された塊鉱石１０の動きは図２のようになる。すなわち、クランク軸２の１回転（傾斜スクリーン３の１サイクルの揺動）の内、図２（ａ）に側面図を示すように、傾斜スクリーン３が中間位置より上方に位置する上半分の回転では、傾斜スクリーン３の動きによって塊鉱石１０が上方に跳ね上がり、塊鉱石１０同士が衝突し、付着粉１１が払い落とされる。一方、クランク軸２の１回転（傾斜スクリーン３の１サイクルの揺動）の内、図２（ｂ）に側面図を示すように、傾斜スクリーン３が中間位置より下方に位置する下半分の回転では、塊鉱石１０は傾斜スクリーン３に沿ってその下端へ搬送されていく。このとき、塊鉱石１０と傾斜スクリーン３の篩目４との接触で付着粉１１が払い落とされる。なお、傾斜スクリーン３は、正方網でも打ち抜き板でもよい。

このようにして、傾斜スクリーンの１サイクルの揺動毎に、上記の２つの作用が行われることで、塊鉱石１０が傾斜スクリーン３上に投入されると同時に、塊鉱石１０の表面に付着した付着粉１１が払い落とされる。そして、払い落とされた付着粉１１は、傾斜スクリーン３の篩目４から下方に落下して、傾斜スクリーン３の篩下に回収される。

なお、図２（ａ）において、一旦跳ね上がった塊鉱石１０が再び傾斜スクリーン３上に落下することで、傾斜スクリーン３の篩目４に対するハンマリングが行われ、微粉（払い落とされた付着粉）が篩目４に付着することを防止する作用もある。

そして、図３は、揺動選別機１を用いて、塊鉱石１０の表面に付着した付着粉１１を除去する試験を行った結果を示すものである。ここでは、揺動選別機１で処理する前の塊鉱石の表面に付着していた付着粉の量を１として、揺動選別機１で処理した後の塊鉱石の表面に残留している付着粉の量（付着粉の残留割合）について、揺動選別機１の傾斜スクリーン３の長さを変化させて調査している。

この結果から、傾斜スクリーン３の長さが一定長さ以上であれば、付着粉１１を大幅に除去できることが分かる。例えば、傾斜スクリーン３の長さが２ｍ以上であれば、付着粉の残留割合をほぼ０．１以下（１０％以下）に減少することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態においては、上記の第１の実施形態に加えて、図４に側面図を示すように、揺動選別機１の傾斜スクリーン３の上方で、塊鉱石１０が傾斜スクリーン３の揺転運動によって跳ね上げられる高さ位置よりも低い位置に（例えば、傾斜スクリーン３の上面から上方に１００〜１５０ｍｍの位置に）、反発板５を設けたものである。

このように、傾斜スクリーン３の上方の所定の位置に反発板５を設置することで、傾斜スクリーン３上から跳ね上げられた塊鉱石１０が反発板５に衝突して反発する。これにより、前述した塊鉱石１０同士の衝突に加え、さらに塊鉱石１０と反発板５との衝突も加わり、付着粉１１の払い落としが一層促進され、付着粉１１の除去効率が高まる。

（第３の実施形態）
上記の実施形態において、傾斜スクリーン３の揺動運動により塊鉱石１０が跳ね上げられ、塊鉱石１０同士の衝突で払い落とされた付着粉１１は、重力により落下するが、篩目４から下方に落下する前に、傾斜スクリーン３上にある塊鉱石１０の表面に再度付着することがある。

そこで、本発明の第３の実施形態においては、塊鉱石１０同士の衝突で一度払い落とされた付着粉１１が再び塊鉱石１０に付着しないようにするために、塊鉱石１０から払い落とされた付着粉１１を風力分離機構によって排除するようにしている。

すなわち、図５に正面図を示すように、揺動選別機１の一方の側面にエアノズル２１を設けるとともに、その反対側の側面に排出シュート２３を設け、塊鉱石１０同士の衝突で払い落とされた付着粉１１をエアノズル２１から噴射した空気２２によって吹き飛ばし、その吹き飛ばした付着粉１１を排出シュート２３によって排除するようにしている。

ここで、エアノズル２１の個数や配置と噴射圧力については、付着粉１１は吹き飛ぶが、塊鉱石１０は吹き飛ばないように、適切に設定すればよい。

また、エアノズル２１の噴射パターンは扇形・円錐型や直進型のいずれであってもよい。

これによって、この実施形態においては、塊鉱石１０から払い落とされた付着粉１１が落下して再び塊鉱石１０の表面に付着することが防止でき、付着粉１１の除去効率向上に繋がる。

なお、噴射空気２２を予熱して熱風にしておき、塊鉱石１０の補助的な乾燥を行ってもよい。

ちなみに、噴射空気２２は、製鉄所内の設備から供給するようにすればよい。また、噴射空気２２の予熱用の熱は、製鉄所内の焼結機、コークス炉、熱風炉等の熱源から供給すればよい。これによって、製鉄所内のユーティリティーを有効に活用することができる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態においても、塊鉱石１０同士の衝突で一度払い落とされた付着粉１１が再び塊鉱石１０に付着しないようにするために、塊鉱石１０から払い落とされた付着粉１１を風力分離機構によって排除するようにしている。

すなわち、図６に側面図を示すように、傾斜スクリーン３の下方に複数のエアノズル３１を配置するとともに、傾斜スクリーン３の上方に集塵ダスト３３を設置し、エアノズル３１から上方に向かって空気（熱風）３２を噴射し、塊鉱石１０から払い落とされた付着粉１１を噴射空気３２によって集塵ダスト３３から排出し、サイクロン３４で回収するようにしている。図６中の３５は集塵ポンプである。

ここで、エアノズル３１の個数や配置と噴射圧力については、付着粉１１は吹き飛ぶが、塊鉱石１０は吹き飛ばないように、適切に設定すればよい。

また、エアノズル３１の噴射パターンは扇形・円錐型や直進型のいずれであってもよい。

これによって、この実施形態においても、塊鉱石１０から払い落とされた付着粉１１が落下して再び塊鉱石１０の表面に付着することが防止でき、付着粉１１の除去効率向上に繋がる。

ちなみに、エアノズル２１からの噴射空気は、製鉄所内の設備から供給するようにすればよい。また、噴射空気の予熱用の熱は、製鉄所内の焼結機、コークス炉、熱風炉等の熱源から供給すればよい。これによって、製鉄所内のユーティリティーを有効に活用することができる。

本発明の第１の実施形態において用いる揺動選別機を示す斜視図である。揺動選別機の傾斜スクリーン上での塊鉱石の動きを示す側面図である。本発明の第１の実施形態による塊鉱石付着粉の除去試験の結果である。本発明の第２の実施形態を示す側面図である。本発明の第３の実施形態を示す正面図である。本発明の第４の実施形態を示す側面図である。

符号の説明

１揺動選別機（揺動反発式選別機）
２クランク軸
３傾斜スクリーン
４篩目
５反発板
９チャンバー
１０塊鉱石
１１付着粉
２１エアノズル
２２噴射空気
２３排出シュート
３１エアノズル
３２噴射空気
３３集塵ダクト
３４サイクロン
３５集塵ポンプ

Claims

高炉原料として使用される塊鉱石の表面に付着した付着粉を除去する塊鉱石付着粉の除去方法であって、傾斜２０°〜３０°を有する傾斜スクリーンを片振幅３０ｍｍ以上で揺動運動させる揺動選別機を用いて付着粉を除去することを特徴とする塊鉱石付着粉の除去方法。
傾斜スクリーンの上方に、傾斜スクリーン上から跳ね上げられた塊鉱石が衝突して反発するようにするための反発板を設置することを特徴とする請求項１に記載の塊鉱石付着粉の除去方法。
塊鉱石から除去した付着粉を風力分離機構によって排除することを特徴とする請求項１または２に記載の塊鉱石付着粉の除去方法。
前記風力分離機構は、熱風を用いるものであることを特徴とする請求項３に記載の塊鉱石付着粉の除去方法。