JP7328537B2 - Method for producing sintered ore - Google Patents

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Description

本発明は、焼結鉱の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing sintered ore.

現在、高炉製銑の主原料は、焼結鉱である。焼結鉱は、通常、次のように製造される。まず、焼結鉱製造用の原料として、鉄鉱石(粉)等の鉄原料、スケール・製鉄ダスト等の含鉄雑原料、橄欖岩等のMgO含有副原料、石灰石等のCaO含有副原料、返鉱、燃焼熱によって焼結鉱を焼結(凝結)させる燃料となる炭材(凝結材)などを、所定の割合で混合する。混合した配合原料を造粒して配合原料造粒物とする。次に、配合原料造粒物を、ホッパより、下方吸引式のドワイトロイド(DL)式焼結機のパレット上に搭載して、原料充填層を形成する。形成した原料充填層の上部(表面)から、点火炉(点火器)により原料充填層中の炭材に点火する。そして、パレットを連続的に移動させながらパレットの下方から空気を吸引する。吸引により原料充填層内に酸素を供給し、原料充填層中の炭材の燃焼を上部から下部に向けて進行させて、炭材の燃焼熱により原料充填層を順次焼結させる。焼結により得られた焼結部(シンターケーキ)は、所定の粒度に粉砕、篩分け等により整粒され、高炉の原料である焼結鉱となる。 Currently, the main raw material for blast furnace ironmaking is sintered ore. Sintered ore is usually manufactured as follows. First, as raw materials for producing sintered ore, iron raw materials such as iron ore (powder), iron-containing miscellaneous raw materials such as scale and ironmaking dust, MgO-containing auxiliary raw materials such as olivine, CaO-containing auxiliary raw materials such as limestone, return ore , a carbonaceous material (coagulant), etc., which serves as a fuel for sintering (coagulating) the sintered ore by the heat of combustion, is mixed in a predetermined ratio. The blended raw material is granulated to obtain a blended raw material granule. Next, the mixed raw material granules are loaded from the hopper onto a pallet of a downward suction type Dwight Lloyd (DL) type sintering machine to form a raw material packed bed. An ignition furnace (igniter) is used to ignite the carbon material in the raw material packed bed from above (surface) of the formed raw material packed bed. Then, air is sucked from below the pallet while continuously moving the pallet. Oxygen is supplied into the raw material packed bed by suction, and the combustion of the carbonaceous material in the raw material packed bed proceeds from the top to the bottom, and the raw material packed bed is sequentially sintered by the combustion heat of the carbonaceous material. The sintered part (sinter cake) obtained by sintering is pulverized to a predetermined particle size, sieved, etc., and becomes sintered ore, which is a raw material for a blast furnace.

このようなDL式焼結機による焼結鉱の製造方法において、原料充填層の形成と点火を二段以上の多段で行う多段装入多段点火焼結法が提案されている。多段装入多段点火焼結法は、造粒した配合原料を焼結機の層高方向に順次に装入して多段の原料充填層を形成するとともに各原料充填層の表面に点火し、下方から空気を吸引することにより、各層の焼結反応を同時並行に進行させて焼結する方法である。 Among methods for producing sintered ore using such a DL type sintering machine, a multistage charging multistage ignition sintering method has been proposed in which the formation of a raw material packed bed and ignition are performed in two or more stages. In the multi-stage charging multi-stage ignition sintering method, the granulated blended raw materials are sequentially charged in the layer height direction of the sintering machine to form multi-stage raw material packed beds, and the surface of each raw material packed bed is ignited, and the bottom In this method, the sintering reaction of each layer proceeds in parallel by sucking air from the layer to sinter the layer.

図1は、多段装入多段点火焼結法の一例である二段装入二段点火焼結法に使用するDL式焼結機の概要図である。図1を参照して、造粒した配合原料を二段に装入して、上段原料充填層(以下、上段層という)と下段原料充填層(以下、下段層という)とを形成し、上段層と下段層のそれぞれに点火して焼結を実施する二段装入二段点火焼結法について説明する。 FIG. 1 is a schematic diagram of a DL sintering machine used for a two-stage charging two-stage ignition sintering method, which is an example of a multi-stage charging multi-stage ignition sintering method. Referring to FIG. 1, granulated mixed raw materials are charged in two stages to form an upper raw material packed layer (hereinafter referred to as upper layer) and a lower raw material packed layer (hereinafter referred to as lower layer). A two-stage charging two-stage ignition sintering method in which sintering is performed by igniting the layer and the lower layer respectively will be described.

図1に示す例では、上段層を形成する上段用配合原料と、下段層を形成する下段用配合原料とが別系統(2系統)で準備されて、別系統で焼結機100のパレット(図示は省略)上に装入される。具体的には、下段用の原料は、下段原料槽群1Dの各原料槽(1D~1D)内に貯留され、必要な種類と量の原料が所定の割合で切り出されて配合される。配合された下段用の原料(下段用配合原料)は、下段用ドラムミキサー1Aに投入されて混合され、水分が加えられて造粒される。また、上段用の原料は、上段原料槽群2Dの各原料槽(2D~2D)内に貯留され、必要な種類と量の原料が所定の割合で切り出されて配合される。配合された上段用の原料(上段用配合原料)は、上段用ドラムミキサー2Aに投入されて混合され、水分が加えられて造粒される。 In the example shown in FIG. 1, the upper-stage blended raw material that forms the upper layer and the lower-stage blended raw material that forms the lower layer are prepared in separate systems (two systems), and the pallet ( not shown). Specifically, the raw materials for the lower stage are stored in each raw material tank (1D 1 to 1D X ) of the lower raw material tank group 1D, and the necessary types and amounts of raw materials are cut out at a predetermined ratio and blended. . The blended raw materials for the lower stage (blended raw materials for the lower stage) are put into the drum mixer 1A for the lower stage, mixed, water is added, and granulated. In addition, raw materials for the upper stage are stored in the raw material tanks (2D 1 to 2D X ) of the upper raw material tank group 2D, and the necessary types and amounts of raw materials are cut out at a predetermined ratio and blended. The blended raw materials for the upper stage (blended raw materials for the upper stage) are put into the drum mixer 2A for the upper stage, mixed, water is added, and granulated.

造粒された下段用配合原料(下段用配合原料造粒物)は、下段用サージホッパ1Bから、床敷鉱を敷きつめたパレット上に装入されて、下段層10(下段原料充填層)を形成する。下段層10は、パレットをパレット進行方向5へ移動させることにより、下段用点火炉1C下まで移動し、そこで、下段用点火炉1Cにより下段層10表面の炭材に点火される。点火後、パレット下の風箱(図示は省略)を介して、下方から空気を吸引する下方吸引6により、下段層10の焼結が開始される。下段層10の焼結は、引き続く下方吸引6により下方に進行し、下段層燃焼帯10Aを形成する。 The granulated lower-stage blending raw material (lower-stage blending raw material granules) is charged from the lower-stage surge hopper 1B onto a pallet covered with bedding ore to form a lower layer 10 (lower-stage raw material packed layer). do. The lower layer 10 moves below the lower ignition furnace 1C by moving the pallet in the pallet advancing direction 5, where the carbon material on the surface of the lower layer 10 is ignited by the lower ignition furnace 1C. After ignition, sintering of the lower layer 10 is initiated by a downward suction 6 sucking air from below via a wind box (not shown) under the pallet. Sintering of the lower layer 10 proceeds downward with subsequent downward suction 6 to form the lower layer combustion zone 10A.

焼結が開始された下段層10が上段用サージホッパ2B下まで移動したとき、上段用ドラムミキサー2Aにより造粒された上段用配合原料(上段用配合原料造粒物)が、上段用サージホッパ2Bから、点火後の下段層10上に装入されて、上段層20(上段原料充填層)を形成する。上段層20は、パレットをパレット進行方向5へ移動させることにより、上段用点火炉2C下まで移動し、そこで、上段用点火炉2Cにより上段層20表面の炭材に点火される。点火後、下方吸引6により、上段層20の焼結が開始される。上段層20の焼結は、引き続く下方吸引6により下方に進行し、上段層燃焼帯20Aを形成する。 When the lower layer 10 whose sintering has started moves to the bottom of the upper surge hopper 2B, the upper mixing raw material (upper mixing raw material granules) granulated by the upper drum mixer 2A is discharged from the upper surge hopper 2B. , is charged onto the lower layer 10 after ignition to form the upper layer 20 (upper raw material packed layer). The upper layer 20 moves below the upper ignition furnace 2C by moving the pallet in the pallet advancing direction 5, where the carbon material on the surface of the upper layer 20 is ignited by the upper ignition furnace 2C. After ignition, the lower suction 6 initiates sintering of the upper layer 20 . Sintering of the upper layer 20 proceeds downward with subsequent downward suction 6 to form the upper layer combustion zone 20A.

下段層10の下段層燃焼帯10A、および、上段層20の上段層燃焼帯20Aは、その後の更なる下方吸引6により、同時並行で焼結が進行し下降する。下段層燃焼帯10A、上段層燃焼帯20Aがそれぞれの層の最下部まで到達すると、炭材の燃焼による焼結が終了し、焼結部3となる。最終的に、焼結が完了した焼結部3は、パレット終端より排鉱される。 The lower layer combustion zone 10A of the lower layer 10 and the upper layer combustion zone 20A of the upper layer 20 are simultaneously sintered and descended by the subsequent downward suction 6 . When the lower layer combustion zone 10A and the upper layer combustion zone 20A reach the bottom of each layer, sintering by combustion of the carbonaceous material is completed, and the sintering zone 3 is formed. Finally, the sintered portion 3 that has completed sintering is discharged from the end of the pallet.

二段装入二段点火焼結法においては、原料充填層を二段にして、二段で同時に焼結を進行させるため、生産量をほぼ倍増させることができる。また、上段層20の焼結に使用された排ガスを、下方吸引により下段層10の焼結に再使用するため、排ガス量を低減させることができる。 In the two-stage charging two-stage ignition sintering method, the raw material packed bed is divided into two stages, and sintering proceeds simultaneously in the two stages, so that the production volume can be almost doubled. Further, since the exhaust gas used for sintering the upper layer 20 is reused for sintering the lower layer 10 by downward suction, the amount of exhaust gas can be reduced.

多段装入多段点火焼結法については、特許文献1~3などに開示がある。特許文献1には、多段装入多段点火焼結法は各層の原料の供給比率を変えることができるため、上段層20と下段層10の原料の粒度調整などにより、歩留の向上などが得られることが記載されている。 The multistage charging and multistage ignition sintering method is disclosed in Patent Documents 1 to 3 and the like. In Patent Document 1, since the multi-stage charging multi-stage ignition sintering method can change the supply ratio of the raw materials of each layer, the yield can be improved by adjusting the particle size of the raw materials of the upper layer 20 and the lower layer 10. It is stated that

特許文献2や特許文献3には、二段装入二段点火焼結法の問題点として、下段層10の焼結鉱の焼結強度が低下する点が指摘されている。具体的には、二段装入二段点火焼結法においては、上述のように、上段層20の焼結に使用されて酸素分圧が低下したガス(排ガス)が、下方吸引6により下段層10に供給され、下段層10の焼結に使われる。そのため、下段層10では低酸素分圧下となるため、下段層10中の炭材の燃焼が不完全となり、焼結に必要な熱量が不足する。熱量不足により、下段層10の焼結反応の進行が妨げられ、下段層10の焼結鉱の強度が低下する。 Patent document 2 and patent document 3 point out that the sintering strength of the sintered ore of the lower layer 10 is lowered as a problem of the two-stage charging and two-stage ignition sintering method. Specifically, in the two-stage charging two-stage ignition sintering method, as described above, the gas (exhaust gas) used for sintering the upper layer 20 and having a reduced oxygen partial pressure is sucked downward 6 into the lower stage. It is supplied to the layer 10 and used for sintering the lower layer 10 . Therefore, since the lower layer 10 is under a low oxygen partial pressure, the carbonaceous material in the lower layer 10 is incompletely burned, and the amount of heat required for sintering is insufficient. Due to the lack of heat, the progress of the sintering reaction of the lower layer 10 is hindered, and the strength of the sintered ore of the lower layer 10 is lowered.

この問題の解決方法として、特許文献2には、下段層10の焼結鉱の焼結強度を向上させるべく、焼結しようとする製鉄原料中の固定炭素濃度を全層平均で3.3%以下とし、かつ上段層20の固定炭素濃度を低く、下段層10の固定炭素濃度を高くすることが記載されている。特許文献3には、下段系の配合原料のうち、炭材以外の主配合原料を造粒機で造粒する下段系造粒工程と、下段系造粒工程の後半から主配合原料の造粒物を焼結機の下段系サージホッパ内に装入する前までの間に主配合原料に炭材を投入する炭材投入工程と、主配合原料の造粒物および炭材を焼結機内に装入して、焼結鉱を製造する方法が記載されている。 As a solution to this problem, in Patent Document 2, in order to improve the sintering strength of the sintered ore of the lower layer 10, the fixed carbon concentration in the ironmaking raw material to be sintered is 3.3% on average for all layers. It is described that the fixed carbon concentration of the upper layer 20 is low and the fixed carbon concentration of the lower layer 10 is high. Patent Document 3 describes a lower granulation step of granulating a main compounding raw material other than a carbonaceous material among the lower compounding raw materials with a granulator, and granulation of the main compounding raw material from the latter half of the lower granulating step. Before charging the material into the lower stage surge hopper of the sintering machine, a carbon material charging step of charging the carbon material into the main compounding raw material, and charging the granulated material of the main compounding raw material and the carbon material into the sintering machine. A method for producing sintered ore is described.

特開昭47-26304号公報JP-A-47-26304 特開昭62-60829号公報JP-A-62-60829 特開2018-178148号公報JP 2018-178148 A

特許文献2では、固定炭素濃度の全層平均濃度に上限を設け、さらに上段層20のコークス配合比を低くするため、上段層20への供給熱量が低下し、上段層20での焼結鉱の冷間強度低下を招くことになってしまう。特許文献3には、下段系の配合原料において炭材の後添加を行うことにより、炭材がガスと接触しやすくなり、炭材の燃焼が促進されて、下段層10の焼結鉱の生産性を改善するものであるが、炭材を後添加するための設備が必要となる。 In Patent Document 2, the upper limit is set for the average fixed carbon concentration in all layers, and the coke blending ratio of the upper layer 20 is lowered, so that the amount of heat supplied to the upper layer 20 is reduced, and the sintered ore in the upper layer 20 is reduced. will lead to a decrease in cold strength. In Patent Document 3, by post-adding the carbonaceous material to the blended raw material of the lower system, the carbonaceous material is more likely to come into contact with the gas, the combustion of the carbonaceous material is promoted, and the sintered ore of the lower layer 10 is produced. However, it requires equipment for post-addition of carbonaceous material.

本発明は、上記の問題に鑑みて新規に創案された焼結鉱の製造方法である。本発明の目的は、二段装入二段点火焼結法(以下、単に二段点火焼結法という。)における下段原料充填層の焼結鉱の強度の低下を抑制することが可能な焼結鉱の製造方法を提供することにある。 The present invention is a method for producing a sintered ore newly invented in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a sintering method capable of suppressing a decrease in the strength of sintered ore in the lower raw material packed bed in a two-stage charging two-stage ignition sintering method (hereinafter simply referred to as a two-stage ignition sintering method). To provide a method for producing ore.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは、以下のとおりである。 The present invention has been made to solve the above problems, and the gist thereof is as follows.

(1)焼結機内に、凝結材を含む焼結鉱の原料を装入する際に、層高方向において二段となるように装入して、下段原料充填層および上段原料充填層を形成する工程と、
前記下段原料充填層および前記上段原料充填層を、下段用点火炉および上段用点火炉により、それぞれ点火するとともに、前記下段原料充填層の下方から酸素含有ガスを吸引する工程とを含み、
前記下段原料充填層において、前記下段用点火炉からの投入熱量は、前記下段原料充填層中の前記凝結材による投入熱量に対して、1.8%以上である
ことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
(2)前記下段原料充填層において、前記下段用点火炉からの投入熱量は、前記下段原料充填層中の前記凝結材による投入熱量に対して、3.7%以下である
ことを特徴とする(1)に記載の焼結鉱の製造方法。
(1) When charging the sintered ore raw material containing the coagulant into the sintering machine, it is charged in two stages in the bed height direction to form a lower raw material packed bed and an upper raw raw material packed bed. and
igniting the lower raw material packed bed and the upper raw material packed bed with a lower ignition furnace and an upper ignition furnace, respectively, and sucking an oxygen-containing gas from below the lower raw material packed bed;
A sintered ore characterized in that, in the lower raw material packed bed, the amount of heat input from the lower ignition furnace is 1.8% or more with respect to the amount of heat input by the coagulant in the lower raw material packed bed. manufacturing method.
(2) In the lower raw material packed bed, the amount of heat input from the lower ignition furnace is 3.7% or less of the amount of heat input by the coagulant in the lower raw material packed bed. The method for producing sintered ore according to (1).

本発明によれば、二段点火焼結法において、下段原料充填層への点火炉による投入熱量を増加させることにより、下段原料充填層の焼結鉱の強度を改善することができる。 According to the present invention, in the two-stage ignition sintering method, the strength of the sintered ore in the lower raw material packed bed can be improved by increasing the amount of heat input from the ignition furnace to the lower raw material packed bed.

二段点火焼結法に使用するDL式焼結機の概要図である。1 is a schematic diagram of a DL type sintering machine used in a two-stage ignition sintering method; FIG. 本発明の一実施形態である二段点火焼結法に使用するDL式焼結機の概要図である。1 is a schematic diagram of a DL-type sintering machine used for a two-stage ignition sintering method, which is an embodiment of the present invention; FIG.

下段層10の焼結に使用される投入熱量(焼結反応に投入される熱量)は、原料として下段層10に含まれる凝結材により供給される投入熱量と、下段用点火炉1Cにおいて点火される際の点火ガスにより供給される投入熱量がある。本発明者らは、下段層10の焼結鉱の強度が低下する二段点火焼結法の改善手段を種々検討した結果、下段原料充填層(下段層10)への投入熱量(供給熱量)を増加させることにより、下段層10の焼結鉱の強度が改善されることを見出した。下段原料充填層(下段層10)への投入熱量の増加は、下段用点火炉1Cによる点火時間を延長すること、または、点火強度を増加させることにより実現できる。一般的な焼結法(一段装入一段点火)の焼結鉱製造プロセスにおける適切な投入熱量以上の熱量を、本発明の二段点火焼結法の下段用点火炉1Cから下段層10に供給すればよい。 The amount of input heat used for sintering the lower layer 10 (the amount of heat input to the sintering reaction) is the amount of input heat supplied by the condensate contained in the lower layer 10 as a raw material, and the amount of heat ignited in the lower ignition furnace 1C. There is an input heat supplied by the ignition gas when The present inventors have studied various means for improving the two-stage ignition sintering method in which the strength of the sintered ore in the lower layer 10 is reduced. It has been found that the strength of the sintered ore of the lower layer 10 is improved by increasing the . The amount of heat input to the lower raw material packed bed (lower layer 10) can be increased by extending the ignition time of the lower ignition furnace 1C or by increasing the ignition intensity. A heat amount equal to or greater than the appropriate input heat amount in the sintered ore production process of a general sintering method (one-step charging, one-step ignition) is supplied to the lower layer 10 from the lower ignition furnace 1C of the two-step ignition sintering method of the present invention. do it.

本発明者らは、下段用点火炉1Cによる点火時間などの条件が異なる焼結鍋試験を行い、下段用点火炉1Cからの投入熱量について、適切な範囲を求めた。本発明は、かかる知見に基づいて創案された。
二段点火焼結法において、下段用点火炉1Cからの投入熱量を、下段層10に配合される凝結材による投入熱量に対して1.8%以上とすることにより、下段層10の焼結鉱の強度を改善することができる。なお、下段用点火炉1Cからの投入熱量を、下段層10に配合される凝結材による投入熱量に対して3.7%以下とすることが望ましい。
The present inventors conducted sintering pot tests under different conditions such as the ignition time of the lower ignition furnace 1C, and determined an appropriate range for the amount of heat input from the lower ignition furnace 1C. The present invention was invented based on such findings.
In the two-step ignition sintering method, the lower layer 10 is sintered by setting the amount of heat input from the lower ignition furnace 1C to 1.8% or more with respect to the amount of heat input by the coagulant blended in the lower layer 10. It can improve the strength of ore. In addition, it is desirable that the amount of heat input from the lower stage ignition furnace 1</b>C is 3.7% or less of the amount of heat input by the condensing agent blended in the lower layer 10 .

ここで、原料充填層に含まれる凝結材(炭材)による投入熱量および点火炉からの投入熱量は、それぞれ、以下の式(1)および式(2)で算出される。
凝結材による投入熱量=炭材の発熱量(MJ/kg炭材)×炭材濃度(kg炭材/t-配合原料)×配合原料密度(t-配合原料/m) ・・・(1)
点火炉からの投入熱量=点火強度(MJ/m)÷層厚(m) ・・・(2)
Here, the amount of heat input by the condensate (charcoal material) contained in the raw material packed bed and the amount of heat input from the ignition furnace are calculated by the following equations (1) and (2), respectively.
Heat input by coagulant = Calorific value of carbonaceous material (MJ/kg carbonaceous material) x Concentration of carbonaceous material (kg carbonaceous material/t-mixed raw material) x Density of mixed raw material (t-mixed raw material/m 3 ) (1 )
Amount of heat input from the ignition furnace = ignition intensity (MJ/m 2 ) ÷ layer thickness (m) (2)

上記式(2)の点火強度は、配合原料を連続的に装入しながら焼成する連続式焼結機(例えば、ドワイトロイド式焼結機など)の場合、以下の式(3)により算出する。また、予め全配合原料を装入して焼成する回分式焼結機(例えば、焼結鍋など)の場合、以下の式(4)により算出する。
点火強度(MJ/m)=点火ガス発熱量(MJ/m)×点火ガス流量(m/min)
÷パレット幅(m)÷パレット速度(m/min) ・・・(3)
点火強度(MJ/m)=点火ガス発熱量(MJ/m)×点火ガス流量(m/min)
×点火時間(min)÷鍋表面積(m) ・・・(4)
The ignition intensity of the above formula (2) is calculated by the following formula (3) in the case of a continuous sintering machine (for example, a Dwight Lloyd sintering machine) that fires while continuously charging the blended raw material. . In the case of a batch-type sintering machine (for example, a sintering pot) in which all the raw materials to be mixed are charged in advance and sintered, calculation is performed by the following formula (4).
Ignition intensity (MJ/m 2 ) = ignition gas calorific value (MJ/m 3 ) x ignition gas flow rate (m 3 /min)
÷ pallet width (m) ÷ pallet speed (m/min) (3)
Ignition intensity (MJ/m 2 ) = ignition gas calorific value (MJ/m 3 ) x ignition gas flow rate (m 3 /min)
× Ignition time (min) ÷ Pot surface area (m 2 ) (4)

図2は、本発明の一実施形態である二段点火焼結法に使用するDL式焼結機の概要図である。本実施形態の特徴は、下段用点火炉1Xの点火時間を下段用点火炉1Cの点火時間よりも延長することにより、下段用点火炉1Xによる下段層10への投入熱量を増加させていることである。 FIG. 2 is a schematic diagram of a DL type sintering machine used for the two-stage ignition sintering method, which is one embodiment of the present invention. A feature of the present embodiment is that the amount of heat input to the lower layer 10 by the lower ignition furnace 1X is increased by extending the ignition time of the lower ignition furnace 1X more than the ignition time of the lower ignition furnace 1C. is.

図2に示す本実施形態において、図1に示す従来例と異なるのは、下段用点火炉1Xと下段用点火炉1Cとのパレット進行方向5の幅である。本実施形態の下段用点火炉1Xでは、下段用点火炉1Cに比べてパレット進行方向5の幅が大きい。下段用点火炉1Cの幅を拡げ、例えば、従来例の下段用点火炉1Cをパレット進行方向5に改造し拡張する、または点火炉通過中のパレットの進行速度を小さくするなどして、パレット進行方向5に移動する下段層10の表面を点火する時間を延長することにより、下段層10への投入熱量を増加させている。下段用点火炉1Xによる下段層10への投入熱量は、下段層10に含まれる凝結材による投入熱量に対して、1.8%以上3.7%以下となるように点火時間が調整される。なお、この点火時間は、後述する実施例に示すように、通常の連続式焼結機での焼結法(一段装入一段点火)を実施する際の点火炉による点火時間および投入熱量の1.5倍以上3.0倍未満の範囲である。 In this embodiment shown in FIG. 2, the difference from the conventional example shown in FIG. 1 is the width of the lower ignition furnace 1X and the lower ignition furnace 1C in the pallet advancing direction 5. As shown in FIG. In the lower-stage ignition furnace 1X of the present embodiment, the width in the pallet advancing direction 5 is larger than that of the lower-stage ignition furnace 1C. The width of the lower stage ignition furnace 1C is widened, for example, the conventional lower stage ignition furnace 1C is modified and expanded in the pallet advancing direction 5, or the pallet advance speed during passage through the ignition furnace is reduced. By extending the time to ignite the surface of the lower layer 10 moving in the direction 5, the amount of heat input to the lower layer 10 is increased. The ignition time is adjusted so that the amount of heat input to the lower layer 10 by the lower ignition furnace 1X is 1.8% or more and 3.7% or less with respect to the amount of heat input by the condensate contained in the lower layer 10. . In addition, as shown in the examples described later, this ignition time is 1 of the ignition time and input heat amount by the ignition furnace when performing the sintering method (single-stage charging, single-stage ignition) with a normal continuous sintering machine. 0.5 times or more and less than 3.0 times.

なお、図2に示した実施形態は、本発明の一例であり、下段層10への投入熱量を増加させる手段は、上述のような点火時間の延長に限らず、例えば、点火強度を強めることでも実現することができる。点火炉で使用される原料充填層を点火する点火ガスとしては、一般的にコークス炉ガス(COG)が使用されるが、コークス炉ガスよりも点火ガス発熱量(MJ/m)が大きいものを使用することにより、点火強度を強めて下段層10への投入熱量を増加させてもよい。また、点火ガス流量(m/min)を増加させて、点火強度を強めることも好ましい。 The embodiment shown in FIG. 2 is an example of the present invention, and the means for increasing the amount of heat input to the lower layer 10 is not limited to extending the ignition time as described above, but for example, increasing the ignition intensity. But it can be done. Coke oven gas (COG) is generally used as the ignition gas for igniting the raw material packed bed used in the ignition furnace, but the ignition gas calorific value (MJ/m 3 ) is greater than that of coke oven gas. may be used to enhance the ignition intensity and increase the amount of heat input to the lower layer 10 . It is also preferable to increase the ignition intensity by increasing the ignition gas flow rate (m 3 /min).

また、本実施形態においては、上段用配合原料と下段用配合原料とを別系統で準備して、パレット上に装入する二段点火焼結法により焼結鉱を製造しているが、上段用配合原料と下段用配合原料とを一系統で準備してもよい。上段用配合原料と下段用配合原料の原料配合や組成を、同一としてもよいからである。 In addition, in the present embodiment, sintered ore is produced by a two-stage ignition sintering method in which the mixed raw material for the upper stage and the mixed raw material for the lower stage are prepared in separate systems and charged on a pallet. It is also possible to prepare the blended raw material for the first stage and the blended raw material for the lower stage in one system. This is because the blending and composition of the raw materials for the upper stage and the raw materials for the lower stage may be the same.

本発明の効果を実証する実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Examples for demonstrating the effects of the present invention will be described. In addition, the present invention is not limited to the following examples.

発明者らは、DL焼結機による焼結を模擬できる焼結鍋試験(直径300mm)により、本発明の効果を確認した。焼結鍋試験装置は、DL焼結機のようにパレットによる原料充填層の移動こそないが、下方吸引できる所定の大きさの容器に炭材を含む配合原料を装入して、上面から着火し、下方吸引させて焼結を進行させる試験装置である。
後述する表2に示すように、比較例1~発明例1、2の5つの実験を行った。
The inventors confirmed the effect of the present invention by a sintering pot test (300 mm in diameter) that can simulate sintering by a DL sintering machine. Unlike the DL sintering machine, the sintering pot test device does not move the raw material packed layer by pallets, but the mixed raw material containing carbonaceous material is charged into a container of a predetermined size that can be sucked downward and ignited from the top. It is a testing device that advances sintering by sucking downward.
Five experiments of Comparative Examples 1 to 3 and Invention Examples 1 and 2 were conducted as shown in Table 2, which will be described later.

(試験ケース)
以下に、試験水準を示す(表2の上段参照)。
比較例1は通常の焼結法(一段装入一段点火)を模し、その点火時間は1分間である。比較例2は、二段点火であって、上段および下段の点火時間を各1分間とした。二段点火での従来法を模した。比較例3、発明例1、および発明例では二段点火であって、比較例2に対し、上段層または下段層の点火時間を長くして、点火による投入熱量を増加させた。
比較例1(一段装入一段点火)
点火による投入熱量(点火時間):1分間
比較例2(二段装入二段点火)
点火による投入熱量(点火時間):上段1分間、下段1分間
比較例3(二段装入二段点火)
点火による投入熱量(点火時間):上段1.5分間、下段1分間
発明例1(二段装入二段点火)
点火による投入熱量(点火時間):上段1分間、下段1.5分間
発明例(二段装入二段点火)
点火による投入熱量(点火時間):上段1分間、下段分間
(test case)
The test levels are shown below (see upper part of Table 2).
Comparative Example 1 simulates a normal sintering method (single charging, single ignition), and the ignition time is 1 minute. Comparative Example 2 is a two-stage ignition, and the ignition time of the upper stage and the lower stage was set to 1 minute each. A conventional method with two-stage ignition was modeled. Comparative Example 3, Inventive Example 1 , and Inventive Example 2 employ two-stage ignition, and compared to Comparative Example 2, the ignition time of the upper or lower layer was increased to increase the amount of heat input by ignition.
Comparative Example 1 (single-stage charging, single-stage ignition)
Amount of heat input by ignition (ignition time): 1 minute Comparative Example 2 (two-stage charging, two-stage ignition)
Heat input by ignition (ignition time): 1 minute for upper stage, 1 minute for lower stage Comparative Example 3 (two-stage charging, two-stage ignition)
Input heat amount by ignition (ignition time): 1.5 minutes in the upper stage, 1 minute in the lower stage
Invention Example 1 (Two-stage charging, two-stage ignition)
Amount of heat input by ignition (ignition time): 1 minute in the upper stage, 1.5 minutes in the lower stage Invention Example 2 (Two-stage charging, two-stage ignition)
Amount of heat input by ignition (ignition time): 1 minute on the upper stage, 3 minutes on the lower stage

(原料配合)
表1は、使用した原料とその配合割合を示す。鉄鉱石A~D、橄欖岩、石灰石、および生石灰を、表1に示す割合で配合した。また、炭材を、新原料を100質量%として外数で4.5質量%配合した。なお、表1の鉄鉱石A~Dは異なる産地のものを使用した。また、凝結材である炭材(粉コークス)は、いずれも粒度が-5mm(5mm未満)のもの(5mmの篩目の篩下のもの)を使用した。
原料の配合は、上段層と下段層とで同一である。また、全ケースの原料配合割合も一定とした。
(Raw material composition)
Table 1 shows the raw materials used and their blending ratios. Iron ores A to D, peridotite, limestone, and quicklime were blended in proportions shown in Table 1. In addition, the carbonaceous material was blended in an external number of 4.5% by mass based on 100% by mass of the new raw material. Iron ores A to D in Table 1 were from different production areas. In addition, the carbonaceous material (coke fine) used as a coagulant had a particle size of −5 mm (less than 5 mm) (below a sieve with a sieve mesh of 5 mm).
The composition of raw materials is the same for the upper layer and the lower layer. In addition, the mixing ratio of raw materials in all cases was kept constant.

Figure 0007328537000001
Figure 0007328537000001

(造粒方法)
配合原料は、上段層用と下段層用とを一括して造粒した。造粒は、試験用ドラムミキサー(直径600mm、回転数25rpm)で4分間混合後、配合原料を100質量%として6.5質量%の量の水分を添加し、さらに4分間処理した。
(Granulation method)
The raw materials to be mixed were granulated together for the upper layer and the lower layer. Granulation was carried out by mixing for 4 minutes with a test drum mixer (600 mm diameter, 25 rpm rotation speed), adding 6.5% by mass of water to 100% by mass of the blended raw materials, and further processing for 4 minutes.

(装入・点火方法)
鍋は、高さ500mmの円柱形の下段用鍋(φ300mm)と、高さ300mmの円柱形の上段用鍋(φ300mm)の2本を準備した。一段点火のケースでは、2本の鍋を積んで、そこへ造粒した配合原料(配合原料造粒物)を装入して層高800mmとし、1分間(min)点火した。二段点火のケースでは、下段用鍋に下段用配合原料造粒物を装入して下段層の層高500mmとし、上段用鍋に上段用配合原料造粒物を装入し上段層の層高300mmとした。そして、まず、層高500mmの下段用鍋をセットして、下段層の表面に所定時間の点火を行った。所定時間の点火の終了後、下段用鍋の上に、層高300mmの上段用鍋をセットして、下段層の150mm位置の温度上昇確認後に、上段層の表面に所定時間の点火を行った。吸引圧は、点火開始から1500mmAq(14.7kPa)一定とした。
(Charging/ignition method)
Two pans were prepared: a cylindrical lower pan (φ300 mm) with a height of 500 mm and a cylindrical upper pan (φ300 mm) with a height of 300 mm. In the case of single-stage ignition, two pots were stacked, and granulated blended raw materials (granulated blended raw materials) were charged into the pots to a layer height of 800 mm and ignited for 1 minute (min). In the case of two-stage ignition, the granulated raw material mixture for the lower stage is charged into the lower pot to make the layer height of the lower layer 500 mm, and the granulated raw material mixture for the upper stage is charged into the upper pot to form the upper layer. The height was set to 300 mm. First, a pot for the lower layer having a layer height of 500 mm was set, and the surface of the lower layer was ignited for a predetermined time. After the end of the ignition for a predetermined time, the upper pot with a layer height of 300 mm was set on the lower pot, and after confirming the temperature rise at the 150 mm position of the lower layer, the surface of the upper layer was ignited for a predetermined time. . The suction pressure was kept constant at 1500 mmAq (14.7 kPa) from the start of ignition.

(焼結時間)
焼結時間は以下のように測定した。熱電対を下段用鍋の上面から60mm、150mm、300mm、450mmの位置にそれぞれセットした。一段点火の場合は450mm位置の熱電対の測定値のピーク時刻までの所要時間を焼結時間とした。一方、二段点火の場合は、上段層の焼結完了と下段層の焼結完了の遅い方を、原料充填層全体(上段層および下段層)としての焼結完了とみなすため、60mm位置の熱電対の2回目のピーク時刻(上段層の焼結完了)までの所要時間と、450mm位置の熱電対の1回目のピーク時刻(下段層の焼結完了)までの所要時間の2つのうち長い方を、原料充填層全体の焼結時間とした。焼結完了となった時刻から3分後に吸引を停止し、焼結終了とした。
(Sintering time)
Sintering time was measured as follows. Thermocouples were set at positions 60 mm, 150 mm, 300 mm, and 450 mm from the upper surface of the pan for the lower stage. In the case of single-stage ignition, the sintering time was defined as the time required until the peak time of the measured value of the thermocouple at the 450 mm position. On the other hand, in the case of two-stage ignition, the later completion of sintering of the upper layer and the completion of sintering of the lower layer is regarded as the completion of sintering of the entire raw material packed layer (upper layer and lower layer). The time required to reach the second peak time of the thermocouple (completion of sintering of the upper layer) and the time required to reach the first peak time of the thermocouple at the 450 mm position (completion of sintering of the lower layer) is the longer of the two. The sintering time for the entire raw material packed bed was taken as the one. After 3 minutes from the time when the sintering was completed, the suction was stopped to complete the sintering.

(焼結鉱強度)
焼結鉱強度は、JIS M8712(2009)に基づいて、冷間強度(回転強度指数TI)を測定した。ただし、供試試料の質量は15kgとした。上段焼結鉱強度は上段用鍋内の焼結鉱の回転強度指数TIを、下段焼結鉱強度は下段用鍋内の焼結鉱の回転強度指数TIを示す。
(Sintered ore strength)
Sintered ore strength was determined by cold strength (rotational strength index TI) based on JIS M8712 (2009). However, the mass of the test sample was 15 kg. The upper sinter strength indicates the rotation strength index TI of the sinter in the upper pot, and the lower sinter strength indicates the rotation strength index TI of the sinter in the lower pot.

(生産率)
生産率は、上述のように測定した焼結時間に基づいて、以下の式(5)により求めた。
生産率=成品量(t)/焼結面積(0.07m)/焼結時間(日) ・・・(5)
なお、成品量は、焼結後、得られた焼結ケーキを、2mの高さから4回落下処理を行い、粒径+5mm(5mm超)を焼結成品として重量を求めた。
(production rate)
The production rate was obtained by the following formula (5) based on the sintering time measured as described above.
Production rate = product amount (t)/sintered area (0.07 m 2 )/sintered time (days) (5)
After sintering, the resulting sintered cake was dropped four times from a height of 2 m, and the weight of the sintered product having a particle size of +5 mm (more than 5 mm) was determined.

(試験結果)
表2の下段に、試験結果を示す。
(Test results)
The lower part of Table 2 shows the test results.

Figure 0007328537000002
Figure 0007328537000002

二段点火とした比較例2では、通常焼結法(一段装入一段点火)の比較例1に比べて生産性は向上したが、下段層の焼結鉱の強度が低下した。
また、比較例2に対して、上段層の点火時間を1.5倍に延長して上段層への点火による投入熱量を増加させた比較例3の場合、上段層の焼結鉱の強度には変化はなく、下段層の焼結鉱の強度が低下した。一方、比較例2に対して、下段層の点火時間を1.5倍に延長して下段層への点火による投入熱量を増加させた発明例1の場合、生産性向上効果を享受しつつ、下段層の焼結鉱の強度を改善させることができた。ただし、比較例2に対して、さらに下段層の点火時間を3倍に延長した発明例2の場合、下段層の焼結鉱の強度は発明例1と同等に改善したが、生産性の低下が確認された。
In Comparative Example 2 in which two-stage ignition was used, the productivity was improved compared to Comparative Example 1 in which the normal sintering method (one-stage charging and one-stage ignition) was performed, but the strength of the sintered ore in the lower layer was lowered.
In addition, in the case of Comparative Example 3 in which the ignition time of the upper layer was increased by 1.5 times compared to Comparative Example 2 and the amount of heat input by ignition to the upper layer was increased, the strength of the sintered ore in the upper layer did not change, and the strength of the sintered ore in the lower layer decreased. On the other hand, in the case of Invention Example 1, in which the ignition time of the lower layer was increased by 1.5 times as compared with Comparative Example 2 to increase the amount of heat input by ignition to the lower layer, the effect of improving productivity was obtained. It was possible to improve the strength of the sintered ore in the lower layer. However, in the case of Invention Example 2 in which the ignition time of the lower layer was further extended three times as compared to Comparative Example 2, the strength of the sintered ore in the lower layer was improved to the same extent as in Invention Example 1, but productivity decreased. was confirmed.

(試験結果についての考察)
比較例3における下段層の焼結鉱の強度の低下は、上段層の点火時間の延長の影響を受けていると考えられる。上段層を点火している間および上段層での燃焼が開始されると、その燃焼に酸素が消費されて、下段層へ供給される排ガス中の酸素濃度が極端に低下する。そのため、下段層では炭材の燃焼反応による昇温が十分に起こらず、到達温度が低下し、下段層の焼結鉱の強度が低下したと考えられる。発明例1および発明例2における下段層の焼結鉱の強度の改善は、点火による投入熱量の増加により、下段層の炭材が十分燃焼して焼結に必要な熱量が供給されたためであると考えられる。なお、発明例2における生産性の低下は、下段層への点火による投入熱量が過多となり、下段で過溶融を引き起こし、通気性が悪化したためであると考えられる。以下に示す表3は、これらの考察を裏付けるものである。
(Discussion on test results)
It is considered that the decrease in the strength of the sintered ore in the lower layer in Comparative Example 3 is affected by the extension of the ignition time in the upper layer. While the upper layer is being ignited and when combustion is started in the upper layer, oxygen is consumed in the combustion, and the oxygen concentration in the exhaust gas supplied to the lower layer is extremely reduced. Therefore, it is considered that the lower layer did not sufficiently raise the temperature due to the combustion reaction of the carbonaceous material, resulting in a decrease in the reaching temperature and a decrease in the strength of the sintered ore in the lower layer. The improvement in the strength of the sintered ore in the lower layer in Invention Examples 1 and 2 is because the amount of heat required for sintering was supplied by sufficiently burning the carbon material in the lower layer due to the increase in the amount of heat input by ignition. it is conceivable that. The decrease in productivity in Invention Example 2 is considered to be due to the fact that the amount of heat input to the lower layer due to ignition was excessive, causing excessive melting in the lower layer and deteriorating air permeability. Table 3 below confirms these considerations.

(測定温度)
表3は、各ケースの下段層(下段用鍋)の各位置(60mm、150mm、300mm、450mm)で計測された最高温度の値を示す表である。本試験では、上述したように、下段層の150mm位置における温度上昇確認後に、上段層の点火を行っているため、下段層において、150mm位置より下方の位置(300mm位置や450mm位置)の焼結では、上段層の燃焼後の排ガスが炭材の燃焼に使用されている。焼結反応を進めるためには、1200℃以上の温度が必要である。
(measurement temperature)
Table 3 shows the maximum temperature measured at each position (60 mm, 150 mm, 300 mm, 450 mm) of the lower layer (lower pan) of each case. In this test, as described above, after confirming the temperature rise at the 150 mm position of the lower layer, the upper layer is ignited. In , the exhaust gas after combustion of the upper layer is used for the combustion of carbonaceous material. A temperature of 1200° C. or higher is required to advance the sintering reaction.

Figure 0007328537000003
Figure 0007328537000003

(測定温度について)
表3に示すように、二段点火での通常の焼結プロセスを模した比較例2および上段層の点火時間を延長した比較例3では、150mm位置より下方の位置(300mm位置や450mm位置)において、最高温度が1200℃未満に低下し、焼結に必要な温度に達していない。これに対し、下段層の点火時間を延長した発明例1および発明例2においては、概ね全位置において略1200℃または1200℃以上の最高温度が維持された。下段層の点火時間を延長して、下段層への供給熱量(投入熱量)を増加させたため、到達温度が高くなり、1200℃を維持した。これにより、強度が改善したと考えられる。
(About measured temperature)
As shown in Table 3, in Comparative Example 2 imitating a normal sintering process with two-stage ignition and Comparative Example 3 in which the ignition time of the upper layer was extended, the positions below the 150 mm position (300 mm position and 450 mm position) , the maximum temperature drops below 1200° C. and does not reach the temperature required for sintering. On the other hand, in Invention Examples 1 and 2 in which the ignition time of the lower layer was extended, the maximum temperature of approximately 1200° C. or 1200° C. or higher was maintained at almost all positions. Since the ignition time of the lower layer was extended to increase the amount of heat supplied (input heat amount) to the lower layer, the temperature reached a higher level and was maintained at 1200°C. It is believed that this improved the strength.

(焼結鍋試験での試験結果から実機への変換)
表4は、通常の連続式焼結機(ドワイトロイド(DL)式焼結機)を用いた焼結操業において一般的な投入熱量を示す。表4に示すように、焼結(融液生成)の熱源は、点火炉からの燃料(例えば、コークス炉ガス)と、原料(原料充填層)に含まれる凝結材である炭材(例えば、粉コークス)である。通常の連続式焼結機においては、凝結材による投入熱量に対する、点火炉による投入熱量の割合は、1.25%である。なお、コークス炉ガスの単位発熱量は、低位発熱量を示す。
(Conversion from the test results of the sintering pot test to the actual machine)
Table 4 shows typical input heat amounts in sintering operations using a conventional continuous sintering machine (Dwight Lloyd (DL) type sintering machine). As shown in Table 4, the heat sources for sintering (melt generation) are the fuel from the ignition furnace (e.g., coke oven gas) and the carbonaceous material (e.g., coke dust). In a normal continuous sintering machine, the ratio of the amount of heat input by the ignition furnace to the amount of heat input by the condensing material is 1.25%. The unit calorific value of coke oven gas indicates the lower calorific value.

Figure 0007328537000004
Figure 0007328537000004

上記試験において実施したように、比較例1における点火炉からの投入熱量と、比較例2における下段層への点火炉からの投入熱量は同じであり、発明例1では、比較例2に対して下段層の点火時間を1.5倍に延長し、発明例2では、比較例2に対して下段層の点火時間を3倍に延長した。これらを、実機の条件に転換すると、凝結材による投入熱量に対する点火炉による投入熱量の割合を、それぞれ、1.875%、3.75%にしたことに相当する。発明例1では生産性が向上し、発明例2では生産性が低下した。以上より、下段用点火炉1Cからの投入熱量は、下段原料充填層中の凝結材による投入熱量に対して、1.8%以上とし、好ましくは、3.7%以下とした。 As carried out in the above test, the amount of heat input from the ignition furnace in Comparative Example 1 and the amount of heat input from the ignition furnace to the lower layer in Comparative Example 2 are the same. The ignition time of the lower layer was extended by 1.5 times. Converting these to the conditions of the actual machine, it corresponds to setting the ratio of the amount of heat input by the ignition furnace to the amount of heat input by the condensing material to be 1.875% and 3.75%, respectively. In Invention Example 1, the productivity was improved, and in Invention Example 2, the productivity was lowered. As described above, the amount of heat input from the lower stage ignition furnace 1C is set to 1.8% or more, preferably 3.7% or less, of the amount of heat input by the condensate in the lower stage raw material packed bed.

100…焼結機、1A…下段用ドラムミキサー、1B…下段用ホッパ、1C…下段用点火器、1D…下段用原料槽群(下段原料槽1D~1D)、2A…上段用ドラムミキサー、2B…上段用ホッパ、2C…上段用点火器、2D…上段用原料槽群(上段原料槽2D~2D)、10…下段層、10A…下段層燃焼帯、20…上段層、20A…上段層燃焼帯、3…焼結部、5…パレット進行方向、6…下方吸引 100 Sintering machine 1A Lower drum mixer 1B Lower hopper 1C Lower igniter 1D Lower raw material tank group (lower raw material tank 1D 1 to 1D X ) 2A Upper drum mixer , 2B Upper hopper 2C Upper igniter 2D Upper raw material tank group (upper raw material tank 2D 1 to 2D X ) 10 Lower layer 10A Lower layer combustion zone 20 Upper layer 20A ... upper layer combustion zone, 3 ... sintering section, 5 ... pallet traveling direction, 6 ... downward suction

Claims (2)

焼結機内に、凝結材を含む焼結鉱の原料を装入する際に、層高方向において二段となるように装入して、下段原料充填層および上段原料充填層を形成する工程と、
前記下段原料充填層および前記上段原料充填層を、下段用点火炉および上段用点火炉により、それぞれ点火するとともに、前記下段原料充填層の下方から酸素含有ガスを吸引する工程とを含み、
前記下段原料充填層において、前記下段用点火炉からの投入熱量は、前記下段原料充填層中の前記凝結材による投入熱量に対して、1.875%以上である
ことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
A step of charging the raw material of the sintered ore containing the coagulant into the sintering machine so as to form two layers in the layer height direction to form a lower raw material packed bed and an upper raw material packed bed. ,
igniting the lower raw material packed bed and the upper raw material packed bed with a lower ignition furnace and an upper ignition furnace, respectively, and sucking an oxygen-containing gas from below the lower raw material packed bed;
In the lower raw material packed bed, the amount of heat input from the lower ignition furnace is 1.875 % or more of the amount of heat input by the coagulant in the lower raw material packed bed. Ore production method.
前記下段原料充填層において、前記下段用点火炉からの投入熱量は、前記下段原料充填層中の前記凝結材による投入熱量に対して、3.7%以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の焼結鉱の製造方法。
4. The lower raw material packed bed, wherein the amount of heat input from the lower ignition furnace is 3.75 % or less of the amount of heat input by the condensate in the lower raw material packed bed. 1. The method for producing sintered ore according to 1.
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