JP5648467B2 - 冶金用コークスの篩い分け方法、冶金用コークスの篩設備 - Google Patents

Description

本発明は、製鉄プロセスにおいて、原料となる冶金用コークスから粉を事前除去する冶金用コークスの篩い分け方法、及び冶金用コークスの篩設備に関するものである。

高炉による精錬プロセスにおいては、充填層内に還元ガスを流通させて鉄鉱石等を還元する必要があるため、効率的な操業を行う為には還元ガスが流通可能な空隙を確保する必要があり、鉄鉱石、コークス、焼結鉱等の原料に含まれる粉は事前に除去しておくことが望ましい。
このため、各製鉄所においては、これらの製鉄用原料から粉を除去する篩い設備を有している。篩い設備では、通常、目開き８ｍｍ程度の篩いが使用されているが、粉の除去効率を高めるために、目開き１０ｍｍ程度の篩いが使用されることもある。しかしながら、これでは原料としてそのまま使用できる８〜１０ｍｍの範囲の原料をも篩い落とすことがあり、歩留まりを低下させる要因の一つとなっている。また、鉱石中にコークスを混合して装入する場合には、８〜１０ｍｍの範囲の原料を篩い落とすことで、コークスと鉱石との粒径差が拡大することになり、空隙率の低下を招く場合がある。さらに、目開き１０ｍｍの篩いを使用しても、依然として１ｍｍ以下の粉の一部が１０ｍｍ以上の原料に付着しているものもあり、粉除去効率には改善の余地があった。

原料の粉除去効率を向上させるものとしては、篩い分けの前に湿潤状態の冶金用コークスに水分吸着剤を添加することを提案したものがある（特許文献１参照）。これは、水分吸着剤によってコークスの水分含有率を低下させると、粉体と塊を結合する水架橋の数が低減されて、コークス粉を効率よく分離できるようになるからである。
他には、微粒粉群が付着した鉄鉱石をスクリーン式ジェット洗浄機で水洗処理し、微粒粉群を除去するものもある（特許文献２参照）。なお、微粒粉群を含んだ洗浄水は、スクリーン式脱水機により脱水することで、粒度が比較的大きな微粒粉を回収する。さらに、洗浄水を液体サイクロンに供給することで粒度が比較的小さな細微粒粉を分離し、それから再びスクリーン式脱水機により脱水することで細微粒粉を回収する。

特開２００９−１３２９７１号公報 特許第３２５５７７５号公報

上記のように、高炉装入原料の粉除去対策の一つは、目開きの大きな篩いを使用することであるが、歩留まりの低下を招いたり、依然として付着粉が残ってしまったりし、付着粉除去効率が望んでいるほど高くはなかった。特に、高炉原料であるコークスは、表面が多孔であって粉が付着しやすく、付着粉除去効率が低かった。
また、水分吸着剤を添加する方法では、湿潤状態の原料については付着粉の分離性能に期待できるが、乾燥状態の原料においてもハンドリング過程で必ず粉が発生するため、この乾燥状態の原料に対しては、粉除去効率の向上は期待できない。また、一つの製鉄所で一日に数万トン規模の多量のコークスが使用されているので、ランニングコストが高額になってしまい、且つ均一に処理を行うことの困難性が懸念される。

さらに、スクリーン式ジェット洗浄機を用いる方法では、スクリーン式ジェット洗浄機やスクリーン式脱水機、液体サイクロン等の設備が必要になるので、設備費用が増大してしまう。また、特に鉄鉱石やコークスの微粒粉を含んだ水処理設備については、磨耗に対するメンテナンスコストも高額になってしまう。さらに、洗浄後の原料に付着した水分によって、高炉への持込み水分が増加するので、高炉の炉頂温度が低下してしまい、操業を不安定化させてしまう可能性もある。
本発明の課題は、設備費用の増大を抑制しつつ、付着粉の除去効率を向上させることである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る冶金用コークスの篩い分け方法は、冶金用コークスを篩にかけ、当該冶金用コークスを粒度に応じて篩い分ける際に、前記篩に空気を吹きかけることを特徴とする。
また、前記篩を水平面に対して傾斜させ、傾斜下流側から前記篩に対して空気を吹きかけることを特徴とする。

また、前記篩の目を通過する冶金用コークスを粉コークスとし、前記篩の目を通過せずに当該篩上を傾斜方向に沿って転がる冶金用コークスを小中塊コークスとし、前記篩に吹きかける空気を、前記小中塊コークスの傾斜方向に沿った転がりを許容し、且つ前記粉コークスを飛散させる風圧に設定することを特徴とする。
また、本発明に係る冶金用コークスの篩設備は、冶金用コークスを搬送するベルトコンベアと、該ベルトコンベアの終端側の下方に配設され、且つ水平面に対して傾斜した状態で設けられた篩と、該篩に対して空気を吹きかける送風器と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る冶金用コークスの篩い分け方法は、篩に空気を吹きかける構成なので、設備費用の増大を抑制しつつ、付着粉の除去効率を向上させることができる。
また、水平面に対して傾斜させた篩に対して、傾斜下流側から空気を吹きかける構成なので、下流側へと転がる冶金用コークスに対して空気を吹きかけ、より効果的に付着粉を除去することができる。これは、逆に傾斜上流側から空気を吹きかけると、付着粉の除去よりも、むしろ冶金用コークスが下流側へ転がることを助勢してしまい、付着粉を十分に除去する前に冶金用コークスが篩を通過してしまうからである。すなわち、傾斜下流側から空気を吹きかけることで、篩に対する冶金用コークスの通過速度を抑制でき、より効果的に付着粉を除去することができる。

また、篩に吹きかける空気を、小中塊コークスの傾斜方向に沿った転がりを許容し、且つ粉コークスを飛散させる風圧に設定することで、より効果的に付着粉を除去することができる。
また、篩に対して空気を吹きかける送風器を備える構成なので、設備費用の増大を抑制しつつ、付着粉の除去効率を向上させることができる。

篩設備の概略構成図である。 篩の構成図である。 送風器の構成図である。 篩い効率と高炉の操業状況を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《構成》
図１は、篩設備の概略構成図である。
図２は、篩の構成図である。
本実施形態は、冶金用コークスＡを、小中塊コークス（例えば２０〜３０ｍｍ）Ｂと粉コークス（例えば４ｍｍ以下）Ｃとに篩い分けるものである。

篩設備は、冶金用コークスＡを搬送するベルトコンベア１と、このベルトコンベア１の終端側の下方に配設され、且つ水平面に対して傾斜した状態（例えば４０度）で配設された篩２と、この篩２に対して空気を吹きかける送風器３と、を備える。
篩２は、上段の篩２ａと下段の篩２ｂとを傾斜方向に沿って並べて構成され、夫々、傾斜方向と直交する方向、つまり幅方向に、例えば１０ｍｍ間隔でバーを列設した格子状に形成されている。
したがって、ベルトコンベア１の終端側から落下した冶金用コークスＡは、篩２を伝って傾斜下流側に転がる小中塊コークスＢと、篩２を抜けて落下する粉コークスＣと、に篩い分けられる。なお、篩２の傾斜下流側には、小中塊コークスＢを回収し搬送する設備が設けられ、篩２の直下には、粉コークスＣを回収し搬送する設備が設けられる。

送風器３は、傾斜下流側から上段の篩２ａに対して空気を吹きかけるように配置されており、例えば篩２に対して１５°〜４５°程度（水平面に対しては−５°〜＋２５°程度）の角度から空気を吹きかけている。送風器３は、篩３の幅全体に空気を吹きかけられるように、幅方向に沿って複数配設される（例えば二つ）。
図３は、送風器の構成図である。
送風器３は、供給される空気を数十倍の風量にして出力するエアエジェクターで構成される。送風器３の風圧は、小中塊コークスＢの転がりを許容し、且つ粉コークスＣを吹飛ばせる程度とし、これは水平面に対する篩２の傾斜角にもよるが、例えば５〜６ｋｇ／ｃｍ^２程度である。

《作用》
送風器３により、篩２に対して空気を吹きかけることで、小中塊コークスＢに付着した粉コークスＣを払い落とす（又は吹き飛ばす）ことができる。また、篩２に付着した粉コークスＣを払い落とすこともできるので、篩２に目詰まりが生じることを防げる。このように、送風器３を設置し、篩２に対して空気を吹きかけるだけの構成なので、設備費用の増大を抑制しつつ、付着粉の除去効率を向上させることができる。

また、水平面に対して傾斜させた篩２に対して、傾斜下流側から空気を吹きかける構成なので、下流側へと転がる小中塊コークスＢに対して空気を吹きかけ、より効果的に粉コークスＣを除去することができる。これは、逆に傾斜上流側から空気を吹きかけると、粉コークスＣを払い落とすよりも、むしろ小中塊コークスＢが下流側へ転がることを助勢してしまい、粉コークスＣを十分に払い落とす前に小中塊コークスＢが篩２を通過してしまうからである。すなわち、傾斜下流側から空気を吹きかけることで、篩２に対する冶金用コークスの通過速度を抑制でき、より効果的に粉コークスＣを払い落とすことができる。

《実施例》
送風器３を設置する前と、設置した後とを比較した。
ここでは、治金用コークスＡから粉コークスＣを抜き出せた率（＝Ｃ／Ａ）を篩効率として算出している。送風器３を設置する前は、篩効率が１４％であったが、送風器３を設置した後は、篩効率が１５.６％まで増加した。すなわち、冶金用コークスＡを例えば１０００ｔとすると、篩い分けた粉コークスＣが１４０ｔから１５６ｔまで増加することになる。
このように、篩効率を向上させ、高炉に装入される粉コークスＣを十分に除去できるので、通気性を確保し、操業安定性を向上させることができる。

また、篩効率を維持するためには、定期点検によって篩２の目詰まり状況を目視で確認し、目詰まりが発生している場合には、清掃作業を実施する必要があったが、篩２の目詰まり頻度が低減することで、点検作業及び清掃作業の負担を軽減することができた。
なお、本実施形態では、上段の篩２ａに対して空気を吹きかける構成にしているが、これに限定されるものではなく、下段の篩２ｂに対しても空気を吹きかける二段構成にしてもよい。

Ａ 冶金用コークス
Ｂ 小中塊コークス
Ｃ 粉コークス
１ ベルトコンベア
２ 篩
３ 送風器

Claims (4)

1. 冶金用コークスを篩にかけ、当該冶金用コークスを粒度に応じて篩い分ける際に、前記篩を水平面に対して傾斜させ、傾斜下流側から前記篩に対して空気を吹きかけることを特徴とする冶金用コークスの篩い分け方法。
2. 前記篩の目を通過する冶金用コークスを粉コークスとし、
   前記篩の目を通過せずに当該篩上を傾斜方向に沿って転がる冶金用コークスを小中塊コークスとし、
   前記篩に吹きかける空気を、前記小中塊コークスの傾斜方向に沿った転がりを許容し、且つ前記粉コークスを飛散させる風圧に設定することを特徴とする請求項１に記載の冶金用コークスの篩い分け方法。
3. 傾斜下流側から前記篩に対して空気を吹きかける角度を、水平面に対して−５度から＋２５度の範囲で設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の冶金用コークスの篩い分け方法。
4. 冶金用コークスを搬送するベルトコンベアと、該ベルトコンベアの終端側の下方に配設され、且つ水平面に対して傾斜した状態で設けられた篩と、傾斜下流側から該篩に対して空気を吹きかける送風器と、を備えることを特徴とする冶金用コークスの篩設備。

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