JP6342472B2 - 原料処理方法 - Google Patents
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Description
一方、焼結工程において焼結原料を焼結させる熱源は、焼結原料中の燃料物質が燃焼して発生する。このようにして発生した熱は、台車の上部側から下部側に伝わって台車内の原料層を満遍なく焼結させることができる。しかしながら、実際の操業に当たっては、台車の下部側に過剰の熱が存在し、上部側においては熱が不足するという現象が発生してしまう。このような熱のバラツキは、焼結鉱の強度及び還元性を低下させるという問題がある。
また他の目的とするところは、エネルギーの使用を節減し、環境汚染を抑えることのできる原料処理方法を提供することにある。
含鉄微粉原料及び炭材を含む造粒物を製造する過程と、
焼結台車に焼結配合原料及び造粒物を装入する過程と、
焼結配合原料を焼結して焼結鉱を製造し、
造粒物を焼成して還元鉄を製造する過程と、を含み、装入する過程において焼結台車に造粒物を装入して第1の原料層を形成し、第1の原料層の上部に焼結配合原料を装入して第2の原料層を形成することを特徴とする。
造粒物を製造する過程は、含鉄微粉原料にバインダーを混合する過程を含むことができる。
バインダーは、生石灰(CaO)及び消石灰(Ca(OH)2)のうちのいずれか一方を含むことがよい。
造粒物に含まれる炭材の配合比は、焼結配合原料に含まれる燃料の配合比よりも小さいことがよい。
含鉄微粉原料、バインダー及び炭材を合計した量を100重量%としたとき、炭材は1〜5重量%含まれることが好ましい。
造粒物の直径は、5〜15mmであることが好ましい。
装入する過程前に、焼結台車に床敷鉱を装入して床敷鉱層を形成してもよい。
装入する過程において、第1の原料層の厚さを第2の原料層の厚さよりも厚く形成することがよい。
第1の原料層は、焼結台車の内部の底面から高さ方向に10〜70%の個所に形成し、
第2の原料層は、焼結台車の高さ方向に70〜100%の個所に形成することがよい。
造粒物は、焼結配合原料が焼結して発生する熱を用いて焼成されることができる。
焼結配合原料は1300〜1400℃の温度で焼結され、造粒物は1200〜1300℃の温度で焼成されることが好ましい。
また、高炉の使用に適していない微粉原料を造粒化して用いることから、製造コストを節減することができ、資源を効率よく用いることができる。
図1は、本発明の実施形態により原料を処理するための設備の構成を概略的に示す図であり、図2は、本発明の実施形態による原料処理方法により製造されたペレットを概略的に示す断面図であり、図3は、本発明の実施形態による原料処理方法を順次に示す手順図である。
まず、第1のホッパー130は、焼結鉱の主原料として用いられる鉄鉱石と、石灰石、珪石などの副原料と、コークス、石炭などの燃料と、を所定の配合比で混合して製造される焼結配合原料を貯留することができる。
第2のホッパー120は、後述する造粒物を貯留し、第1のホッパー130の一方の側に配設されることができる。第1のホッパー130及び第2のホッパー120は、後述する焼結機300を構成する構成要素として配設されることがよく、これらに加えて、返鉱を貯留する第3のホッパー110をさらに備えることが好ましい。
造粒装置200は、含鉄微粉原料を貯留する含鉄微粉原料ホッパー210と、バインダーを貯留するバインダーホッパー220及び炭材を貯留する炭材ホッパー230と、それぞれの含鉄微粉原料ホッパー210及びバインダーホッパー220から含鉄微粉原料及びバインダーの供給を受けて造粒物を製造する第1の造粒機240と、炭材ホッパー230から炭材の供給を受けて第1の造粒機240において製造された造粒物の表面に炭材をコーティングする第2の造粒機250と、を備えることができる。造粒物10は、図2に示すとおり、コア部12と、コア部12の表面を取り囲むコーティング部14と、を備えることが好ましい。このとき、コア部12は第1の造粒機240において製造することができ、コア部12は第2の造粒機250において製造することもできる。以下では、コア部12の表面にコーティング部14が形成された結果物を造粒物と称し、造粒物はペレットを含む。造粒物は、焼結工程において焼成されて還元鉄として製造されることが好ましい。
また、造粒装置200を構成する第1の造粒機240及び第2の造粒機250は、造粒物の製造に際してその内部に水分を供給する水分供給装置(図示せず)をそれぞれ備えることが好ましい。
する第2の装入機122と、を備えていてもよい。第1の装入機132は第1のホッパー130の直下部に、第2の装入機122は第2のホッパー120の直下部に配置されることが好ましい。
第3のホッパー110は、焼結機300の移動経路における焼結台車320の移動方向に対して最も後方に配置することができ、第2のホッパー120が第3のホッパー110の一方の側に配設することもできる。このため、第3のホッパー110、第2のホッパー120及び第1のホッパー130の順に配置することが好ましい。
図3は、本発明の実施形態による原料処理方法を順次に示す手順図であり、図4は、本発明の実施形態による原料処理方法を用いて焼結配合原料を焼結し、造粒物を焼成させるときの焼結台車内の原料層の積層状態を示す図である。
図3に示したとおり、本発明の一実施形態による原料処理方法は、焼結配合原料及び床敷鉱を用意する過程(S110)と、含鉄微粉原料、バインダー及び炭材を用いて造粒物を製造する過程(S120)と、焼結台車に床敷鉱を装入する過程(S130)と、床敷鉱の上部に焼結配合原料及び造粒物を装入する過程(S140)及び焼結配合原料を焼結させ、造粒物を焼成させる過程(S150)を含む。
まず、鉄鉱石、副原料、返鉱及び燃料などから構成される焼結配合原料を用意する。ここで、鉄鉱石としては、10mm以下の大きさを有する粉鉄鉱石を挙げることができ、副原料としては、石灰石、珪石などを挙げることができ、燃料としては、コークス、石炭などを挙げることができる。このとき、焼結配合原料中の燃料は、粉鉄鉱石、副原料及び燃料を合計した量を100重量%としたとき、約5〜10重量%含まれることがよい。焼結配合原料は、粉鉄鉱石、副原料、返鉱及び燃料を混合機に装入し、水分を供給しながら造粒して約2〜3mmの大きさに形成することがよい。焼結配合原料の用意は、通常の焼結配合原料の用意過程と略同様に行うことができるので、その具体的な説明は省略する。このようにして用意された焼結配合原料は、第1のホッパー130に貯留される。
造粒物を製造する過程は、0.045mm以下の重量比が60重量%以上、例えば、約60〜95重量%である含鉄微粉原料及びバインダーを用いてコア部を製造する過程と、炭材をコーティングしてコーティング部をコア部の表面に形成する過程と、を含むことが好ましい。
このようにして製造されたコア部は、約4〜14mmの直径を有する円形又は楕円形に形成されることがよい。
このようにしてコア部の表面に形成されるコーティング部は、約1mm以下の厚さに形成されることがよく、このため、造粒物は、約5〜15mmの直径を有する円形又は楕円形に形成されることが好ましい。これは、通常の高炉装入原料として製造されたものであり、造粒物の大きさは提示された範囲において種々に変更可能である。
また、造粒物の製造に際して追加される水分の量は、含炭微粉原料、バインダー及び炭材を合計した量を100重量%としたとき、約8〜14重量%であることがよく、第1の造粒機240及び第2の造粒機250に適切に分配供給(ディストリビュート)してもよい。水分は、粉末状態の原料を結合するのに用いられ、特に、バインダー中の生石灰を水和させるのに使用される。すなわち、生石灰は、添加される水分により水和されて消石灰(Ca(OH)2)になり、消石灰は、配合原料を結合する役割を果たす。水分の添加量が提示された範囲よりも少ない場合、反応が十分に起きないため、含鉄微粉原料を円滑に結合することができず、提示された範囲よりも多い場合には、造粒物の形状を一定に保つことが難しいという問題がある。
このようにして製造された造粒物は、第2のホッパー120に貯留されることが好ましい。造粒物を第2のホッパー120に貯留する前に、造粒物内の水分を除去する過程を行ってもよい。
次いで、用意された焼結配合原料及び造粒物を焼結台車320に装入する。焼結配合原料及び造粒物を焼結台車320に装入する前に、焼結台車320の内部の底面には床敷鉱を装入することが好ましい。床敷鉱は、焼結台車320の高さ方向に、焼結台車320の底面から約10%の個所に床敷鉱層Aを形成するように装入されることが好ましい。
機122は、焼結配合原料及び造粒物を焼結台車320の高さ方向に下部側から上部側に進むにつれて小さくなるように装入することが好ましい。これにより、図4に示したとおり、焼結台車320の内部における高さ方向に最も下部には、床敷鉱層Aが、床敷鉱層Aの上部には、造粒物からなる第1の原料層Bが、第1の原料層Bの上部には、焼結配合原料からなる第2の原料層Cを形成することができる。
このような方法を用いて含鉄微粉原料で造粒物を形成し、焼結鉱の製造に際して焼成させることにより、焼結鉱を製造しながら発生する過剰の熱を用いて造粒物を焼成させることができ、比較的に低温において焼成を行うことができることから、造粒物の還元率を向上させることができ、造粒物を焼成させるのに必要なエネルギーも節減することができる。
12:コア部
14:コーティング部
100:原料供給部
110:第3のホッパー
120:第2のホッパー
122:第2の装入機
130:第1のホッパー
132:第1の装入機
200:造粒装置
210:含鉄微粉原料ホッパー
220:バインダーホッパー
230:炭材ホッパー
240:第1の造粒機
250:第2の造粒機
300:焼結機
310:点火炉
320:焼結台車
330:ウィンドボックス
Claims (14)
- 粉鉄鉱石、副原料及び燃料を含む焼結配合原料を用意する過程と、
含鉄微粉原料及び炭材を含む造粒物を製造する過程と、
焼結台車に前記焼結配合原料及び前記造粒物を装入する過程と、
前記焼結配合原料を焼結して焼結鉱を製造し、前記造粒物を焼成して還元鉄を製造する過程と、
を含み、
前記装入する過程において前記焼結台車に前記造粒物を装入して第1の原料層を形成し、前記第1の原料層の上部に前記焼結配合原料を装入して第2の原料層を形成することを特徴とする原料処理方法。 - 前記造粒物を製造する過程は、
前記含鉄微粉原料を造粒してコア部を製造する過程と、
前記コア部の表面に前記炭材をコーティングしてコーティング部を形成する過程と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の原料処理方法。 - 前記造粒物を製造する過程は、
前記含鉄微粉原料にバインダーを混合する過程を含むことを特徴とする請求項2に記載の原料処理方法。 - 前記バインダーは、生石灰(CaO)及び消石灰(Ca(OH)2)のうちのいずれか一方を含むことを特徴とする請求項3に記載の原料処理方法。
- 前記含鉄微粉原料及び前記バインダーを合計した量を100重量%としたとき、
前記バインダーは1〜5重量%含まれることを特徴とする請求項4に記載の原料処理方法。 - 前記造粒物に含まれる炭材の配合比は、前記焼結配合原料に含まれる燃料の配合比よりも小さいことを特徴とする請求項5に記載の原料処理方法。
- 前記含鉄微粉原料、前記バインダー及び前記炭材を合計した量を100重量%としたとき、
前記炭材は1〜5重量%含まれることを特徴とする請求項6に記載の原料処理方法。 - 前記造粒物を製造する過程において水分を供給することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の原料処理方法。
- 前記造粒物の直径は、5〜15mmであることを特徴とする請求項8に記載の原料処理方法。
- 前記装入する過程前に、前記焼結台車に床敷鉱を装入して床敷鉱層を形成することを特徴とする請求項9に記載の原料処理方法。
- 前記装入する過程において、
前記第1の原料層の厚さを前記第2の原料層の厚さよりも厚く形成することを特徴とする請求項10に記載の原料処理方法。 - 前記床敷鉱層は、前記焼結台車の高さ方向に内部の底面から10%の個所に形成し、
前記第1の原料層は、前記焼結台車の内部の底面から高さ方向に10〜70%の個所に形成し、前記第2の原料層は、前記焼結台車の高さ方向に70〜100%の個所に形成することを特徴とする請求項11に記載の原料処理方法。 - 前記造粒物は、前記焼結配合原料が焼結して発生する熱を用いて焼成されることを特徴とする請求項12に記載の原料処理方法。
- 前記焼結配合原料は1300〜1400℃の温度で焼結され、
前記造粒物は1200〜1300℃の温度で焼成されることを特徴とする請求項13に記載の原料処理方法。
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