JP7397303B2 - Method for producing sintered ore - Google Patents
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Description
本発明は、焼結用炭材の製造方法、特に、低品位炭のチャーを焼結用として使用する際の、焼結用として好ましい性質が得られるチャー化の方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a carbonaceous material for sintering, and in particular to a method for producing char that provides desirable properties for sintering when low-grade char is used for sintering.
焼結用の炭材としては、通常コークスや無煙炭が利用されている。近年、資源拡大、安価な石炭を利用する観点から、低品位炭の利用が検討されている。低品位炭は揮発分が多いため、焼結用炭材としてそのままでは使用することができない。すなわち、未処理の低品位炭を焼結用炭材として使用すると、排ガス中に揮散した揮発分が後段の電気集塵機の電極に付着し、火災を起こす危険がある。したがって、焼結用炭材として用いるためには、低品位炭をチャー化し、揮発分を所定量まで減少させる必要がある。 Coke and anthracite are usually used as the carbon material for sintering. In recent years, the use of low-grade coal has been considered from the perspective of resource expansion and the use of inexpensive coal. Since low-grade coal has a high volatile content, it cannot be used as is as a sintering carbon material. That is, if untreated low-grade coal is used as a sintering carbon material, there is a risk that volatile matter vaporized in the exhaust gas will adhere to the electrodes of the subsequent electrostatic precipitator, causing a fire. Therefore, in order to use it as a sintering carbon material, it is necessary to turn low-grade coal into char and reduce the volatile content to a predetermined amount.
特許文献１には、焼結用燃料の炭材として、石炭を３００℃以上９００℃以下の温度で熱分解して得られたチャーを焼結原料に配合する技術が開示されている。特許文献２には、石炭を原料とし、乾留処理温度を６５０～８５０℃の範囲内に調整し、焼結用燃料炭材としてのチャーを製造する焼結用燃料炭材の製造方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique in which char obtained by thermally decomposing coal at a temperature of 300° C. or more and 900° C. or less is blended into a sintering raw material as a carbon material for sintering fuel. Patent Document 2 discloses a method for producing a fuel carbon material for sintering, which uses coal as a raw material, adjusts the carbonization treatment temperature within a range of 650 to 850°C, and produces char as a fuel carbon material for sintering. ing.
非特許文献１には、粉コークスの窒素含有量と加熱温度との関係を調べるために、粉コークスを１４００℃以上に加熱することが開示されている。非特許文献２にも、非特許文献１に類似した技術が開示されている。 Non-Patent Document 1 discloses heating coke breeze to 1400° C. or higher in order to investigate the relationship between the nitrogen content of coke breeze and heating temperature. Non-Patent Document 2 also discloses a technique similar to Non-Patent Document 1.
特許文献１及び２に記載された焼結鉱の製造方法では、乾留温度が比較的低いため、焼結鉱の生産性の向上及びＮＯＸ排出量の低減を十分に図ることができない。また、非特許文献１及び２は、脱窒の挙動を把握するために、粉コークスなどを１０５０℃以上に加熱しており、焼結鉱の生産性の向上については、考慮されていない。 In the methods for producing sintered ore described in Patent Documents 1 and 2, the carbonization temperature is relatively low, so it is not possible to sufficiently improve the productivity of sintered ore and reduce the amount of NOx emissions. Furthermore, in Non-Patent Documents 1 and 2, coke breeze etc. are heated to 1050° C. or higher in order to understand denitrification behavior, and improvement in productivity of sintered ore is not considered.
本発明は、低品位炭から得られたチャーを焼結用の炭材として用いる焼結鉱の製造方法において、焼結鉱の生産性の向上及びＮＯＸ排出量の低減を両立することを目的とする。 The purpose of the present invention is to improve the productivity of sintered ore and reduce NO shall be.
上記課題を解決するために、本発明は（１）ＪＩＳ－Ｍ８８０１のロガ試験方法によって測定されたロガ指数が１０以下の石炭（ただし、無煙炭を除く）を、１０５０℃以上１３００℃以下の乾留温度で乾留し、前記乾留によって得られたチャーを含む焼結用炭材を用いて、焼結鉱を製造することを特徴とする焼結鉱の製造方法。 In order to solve the above problems, the present invention (1) uses coal with a Loga index of 10 or less as measured by the Loga test method of JIS-M8801 (excluding anthracite) at a carbonization temperature of 1050°C or higher and 1300°C or lower. A method for producing sintered ore, characterized in that sintered ore is produced using carbon material for sintering containing char obtained by carbonization.
（２）前記焼結用炭材に含まれる固定炭素の含有量を１００質量％としたとき、前記焼結用炭材に占める前記チャーの固定炭素の含有量は７０質量％以上であることを特徴とする上記（１）に記載の焼結鉱の製造方法。 (2) When the content of fixed carbon contained in the carbon material for sintering is 100% by mass, the content of fixed carbon in the char in the carbon material for sintering is 70% by mass or more. The method for producing sintered ore as described in (1) above.
（３）前記石炭は、褐炭、亜瀝青炭及び揮発分を２５質量％以上含む高揮発瀝青炭のうち少なくとも１種であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の焼結鉱の製造方法。 (3) The sintered ore according to (1) or (2) above, wherein the coal is at least one of lignite, sub-bituminous coal, and highly volatile bituminous coal containing 25% by mass or more of volatile matter. Production method.
本発明によれば、低品位炭をチャー化する際に、乾留温度を１０５０℃以上１３００℃以下に設定することにより、焼結鉱の生産性の向上及びＮＯＸ排出量の低減を両立することができる。 According to the present invention, when converting low-rank coal into char, by setting the carbonization temperature to 1050°C or more and 1300°C or less, it is possible to simultaneously improve the productivity of sintered ore and reduce NOx emissions. I can do it.
以下、焼結用の原料の名称として使用する、「新原料」および「配合原料」の用語の定義は、第５版鉄鋼便覧、第１巻、２．５焼結操業、５３頁に拠る。 Hereinafter, the definitions of the terms "new raw material" and "mixed raw material" used as names of raw materials for sintering are based on the 5th edition of Steel Handbook, Volume 1, 2.5 Sintering Operation, page 53.
本発明の焼結鉱の製造方法において用いられる焼結用炭材には、低品位炭を由来とするチャーが含まれている。本発明における低品位炭とは、ＪＩＳ－Ｍ８８０１のロガ試験方法によって測定されたロガ指数が１０以下の石炭（ただし、無煙炭を除く）である。この種の石炭として、褐炭、亜瀝青炭及び高揮発瀝青炭を用いることができる。高揮発瀝青炭とは、主に発電用途（微粉炭燃焼ボイラー）に用いられ、粘結性が低位であって、かつ、揮発分が比較的高い（揮発分の割合が２５質量％以上）ものをいう。 The sintering carbonaceous material used in the method for producing sintered ore of the present invention contains char derived from low-grade coal. The low-rank coal in the present invention is coal with a Loga index of 10 or less as measured by the Loga test method of JIS-M8801 (excluding anthracite). As this type of coal, lignite, sub-bituminous coal and highly volatile bituminous coal can be used. Highly volatile bituminous coal is mainly used for power generation purposes (pulverized coal combustion boilers), has low caking properties, and has a relatively high volatile content (volatile content ratio of 25% by mass or more). say.
ロガ指数が１０超の低品位炭を由来とするチャーは、燃焼性が悪く、十分に焼結鉱の生産性を向上させることも、ＮＯＸ排出量を削減することもできないから、本発明から除外した。 Char derived from low-grade coal with a loga index of over 10 has poor combustibility and cannot sufficiently improve the productivity of sintered ore or reduce NOx emissions. Excluded.
ロガ指数は、ＪＩＳ－Ｍ８８０１に規定されているロガ試験方法によって算出される。以下、ロガ試験方法について、簡単に説明する。 The Loga index is calculated by the Loga test method specified in JIS-M8801. The loga test method will be briefly explained below.
粒径が２００μｍ以下である低品位炭１ｇと標準無煙炭５ｇを、るつぼ中で十分混合する。標準無煙炭としては、灰分（無水ベース）が４．０％以下であり、揮発分（無水ベース）が５．０～６．５％であり、粒径が３００～４００μｍである無煙炭が用いられる。次に、耐熱鋼おもりを用いて、るつぼ中の低品位炭及び標準無煙炭に対して、所定時間（少なくとも３０秒）の間、一定の荷重（５９Ｎ）を加える。 1 g of low-grade coal with a particle size of 200 μm or less and 5 g of standard anthracite are thoroughly mixed in a crucible. As standard anthracite, anthracite with an ash content (anhydrous basis) of 4.0% or less, a volatile content (anhydrous basis) of 5.0 to 6.5%, and a particle size of 300 to 400 μm is used. Next, a constant load (59 N) is applied to the low-grade coal and standard anthracite coal in the crucible for a predetermined period of time (at least 30 seconds) using a heat-resistant steel weight.
次に、炉内温度が８５０±１０℃に設定された電気炉内に上述したるつぼを配置して、１５分間、低品位炭及び標準無煙炭を加熱（乾留）する。そして、加熱したるつぼを耐熱板に配置して４５分間冷却した後、るつぼの内容物（以下、乾留物という場合がある）の質量を測定するとともに、１ｍｍの円孔板ふるいを用いて、篩上の乾留物の質量を測定する。 Next, the crucible described above is placed in an electric furnace whose internal temperature is set to 850±10° C., and the low-grade coal and standard anthracite coal are heated (carbonized) for 15 minutes. Then, after placing the heated crucible on a heat-resistant plate and cooling it for 45 minutes, the mass of the contents of the crucible (hereinafter sometimes referred to as carbonized product) was measured and sieved using a 1 mm circular hole plate sieve. Measure the mass of the carbonized product above.
次に、るつぼの内容物（乾留物）をドラムに入れて、ドラムを所定の回転速度（５０ｒｐｍ）で５分間回転させることにより、乾留物に対して破壊処理を行う。ドラムの内径は２００ｍｍ、ドラムの深さは７０ｍｍであり、ドラムの内周壁には、長さ７０ｍｍ、幅３０ｍｍの２枚の羽根が対称に配置されている。 Next, the contents of the crucible (carbonized product) are placed in a drum, and the drum is rotated at a predetermined rotational speed (50 rpm) for 5 minutes to destroy the carbonized product. The inner diameter of the drum is 200 mm, the depth of the drum is 70 mm, and two blades each having a length of 70 mm and a width of 30 mm are arranged symmetrically on the inner peripheral wall of the drum.
次に、１ｍｍの円孔板ふるいを用いて、破壊処理後の乾留物の篩い分けを行い、篩上の質量を測定する。上述した破壊処理を３回繰り返して行い、下記式（２）に基づいてロガ指数を算出する。 Next, the carbonized product after the destruction treatment is sieved using a 1 mm circular hole plate sieve, and the mass on the sieve is measured. The above-described destruction process is repeated three times, and the loga index is calculated based on the following formula (2).
上記式（２）において、ＲＩはロガ指数である。ｍ１は、乾留後のるつぼの内容物（乾留物）の全質量［ｇ］、ｍ２は、１回目の破壊処理を行う前における篩上の乾留物の質量［ｇ］、ｍ３は、１回目の破壊処理を行った後における篩上の乾留物の質量［ｇ］である。ｍ４は、２回目の破壊処理を行った後における篩上の乾留物の質量［ｇ］、ｍ５は、３回目の破壊処理を行った後における篩上の乾留物の質量［ｇ］である。 In the above formula (2), RI is the Loga index. m 1 is the total mass of the contents of the crucible (carbonized product) after carbonization [g], m 2 is the mass of the carbonized product on the sieve before the first destruction treatment [g], m 3 is This is the mass [g] of the carbonized product on the sieve after the first destruction treatment. m 4 is the mass [g] of the carbonized product on the sieve after the second destruction treatment, and m 5 is the mass [g] of the carbonized product on the sieve after the third destruction treatment. be.
低品位炭を、所定の温度で乾留することによりチャーを製造する。所定の温度は、１０５０℃以上１３００℃以下である。乾留温度が１０５０℃未満に低下すると、焼結鉱の生産性を向上する効果及びＮＯＸ排出量を削減する効果を十分に発現させることができない。すなわち、乾留温度が低いと、生成するチャーの燃焼速度が過大となる。その結果、焼結使用時に燃焼前線降下速度（Ｆｌａｍｅ Ｆｒｏｎｔ Ｓｐｅｅｄ，以下ＦＦＳと呼称）が過度に増速して、成品歩留が低下するため、焼結鉱の生産性を十分に向上させることができない。また、乾留温度が低いと、生成するチャーに含まれる窒素を十分に減らすことができない。そのため、焼結使用時にＮＯＸ排出量を削減することができない。乾留温度が１３００℃を超過すると、ＮＯＸ排出量については十分に削減することができるが、ＦＦＳが過度に減速するため、焼結鉱の生産性を十分に向上させることができない。 Char is produced by carbonizing low-rank coal at a predetermined temperature. The predetermined temperature is 1050°C or more and 1300°C or less. When the carbonization temperature is lowered to less than 1050°C, the effect of improving the productivity of sintered ore and the effect of reducing NOx emissions cannot be sufficiently exhibited. That is, if the carbonization temperature is low, the combustion rate of the generated char will be excessive. As a result, when using sinter, the flame front speed (hereinafter referred to as FFS) increases excessively and the product yield decreases, making it impossible to sufficiently improve the productivity of sintered ore. Can not. Furthermore, if the carbonization temperature is low, nitrogen contained in the produced char cannot be sufficiently reduced. Therefore, NOx emissions cannot be reduced during sintering use. When the carbonization temperature exceeds 1300° C., NOx emissions can be sufficiently reduced, but the FFS slows down excessively, making it impossible to sufficiently improve the productivity of sintered ore.
乾留装置の種類は、上述の所定の温度で乾留できる装置であれば、特に問わない。例えば、シャフト炉（竪型炉）、内燃式のロータリーキルン、高炉用コークスを製造するためのコークス炉（室炉）等を用いることができる。また、外熱式のロータリーキルンであっても、鉄皮を耐熱温度の高い金属で構成することにより、本実施形態の乾留装置として用いることができる。 The type of carbonization apparatus is not particularly limited as long as it is capable of carbonization at the above-mentioned predetermined temperature. For example, a shaft furnace (vertical furnace), an internal combustion type rotary kiln, a coke oven (chamber furnace) for producing coke for a blast furnace, etc. can be used. Further, even an external heating type rotary kiln can be used as the carbonization apparatus of this embodiment by constructing the iron shell from a metal with a high heat resistance temperature.
焼結用炭材に使用されるチャーの新原料（鉄鉱石、雑原料及び副原料の総和）に対する使用比率は、焼結用炭材に含まれる固定炭素に対するチャー由来の固定炭素の質量比率が７０％以上、すなわち、焼結用炭材に含まれる固定炭素の含有量を１００質量％としたとき前記チャーの固定炭素の含有量が７０質量％以上となるように、設定するのが好ましい。チャーの対新原料使用比率をその範囲とすることで、本実施形態のチャーの有用性（焼結鉱の生産性の向上及びＮＯＸ排出量の低減）を十分に享受することができる。 The usage ratio of char to new raw materials (total of iron ore, miscellaneous raw materials, and auxiliary raw materials) used for sintering carbon material is determined by the mass ratio of fixed carbon derived from char to fixed carbon contained in sintering carbon material. It is preferable to set the fixed carbon content of the char to 70% or more, that is, when the fixed carbon content of the sintering carbon material is 100% by mass. By setting the ratio of char to the new raw material within this range, the usefulness of the char of this embodiment (improvement of productivity of sintered ore and reduction of NOx emissions) can be fully enjoyed.
上述のチャー由来の固定炭素の質量比率を、チャーの対新原料使用比率（質量％（外数））を用いて数式で表すと、以下の通りである。なお、ここでは、焼結用炭材として、チャー、粉コークス及び無煙炭料の混合物が用いられるものとする。
チャー由来の固定炭素の質量比率（質量％）＝ｘＸ／（ｘＸ＋ｙＹ＋ｚＺ）
ここで、ｘはチャーに含まれる固定炭素の含有量（質量％）であり、ｙは粉コークスに含まれる固定炭素の含有量（質量％）であり、ｚは無煙炭に含まれる固定炭素の含有量（質量％）である。また、Ｘはチャーの使用比率（対新原料質量％）であり、Ｙは粉コークスの使用比率（対新原料質量％）であり、Ｚは無煙炭の使用比率（対新原料質量％）である。あるいは、Ｘ、Ｙ、Ｚは、配合原料（＝新原料＋炭材＋返鉱）に対する比率であってもよい。すなわち、Ｘを配合原料に使用されるチャーの使用比率（ｋｇ／ｔ－配合原料）、Ｙを配合原料に使用される粉コークスの使用比率（ｋｇ／ｔ－配合原料）、Ｚを配合原料に使用される無煙炭の使用比率（ｋｇ／ｔ－配合原料）としても、同様に計算できる。
つまり、上述のチャー由来の固定炭素の質量比率（質量％）が、全炭材由来の固定炭素のうち７０質量％以上となるように、配合条件を設定することが望ましい。
The mass ratio of the above-mentioned fixed carbon derived from char is expressed in a mathematical formula using the ratio of char to new raw materials (mass % (external number)) as follows. Here, a mixture of char, coke powder, and anthracite is used as the sintering carbon material.
Mass ratio of fixed carbon derived from char (mass%) = xX/(xX+yY+zZ)
Here, x is the fixed carbon content (mass%) contained in the char, y is the fixed carbon content (mass%) contained in the coke breeze, and z is the fixed carbon content (mass%) contained in the anthracite. amount (mass%). In addition, X is the usage ratio of char (mass% of new raw material), Y is the usage ratio of coke breeze (mass% of new raw material), and Z is the usage ratio of anthracite (mass% of new raw material). . Alternatively, X, Y, and Z may be ratios to the blended raw materials (=new raw materials + carbonaceous materials + return ore). In other words, X is the usage ratio of char used as a blended raw material (kg/t-blended raw material), Y is the usage ratio of coke powder used as a blended raw material (kg/t-blended raw material), and Z is the blended raw material. The ratio of anthracite used (kg/t-blended raw material) can also be calculated in the same way.
In other words, it is desirable to set the blending conditions so that the mass ratio (mass %) of the above-mentioned char-derived fixed carbon is 70 mass % or more of the total carbon material-derived fixed carbon.
また、新原料を１００質量％としたとき、焼結用炭材の固定炭素量は、外数で３．０質量％以上４．５質量％以下とするのが好ましい。 Furthermore, when the new raw material is 100% by mass, the amount of fixed carbon in the carbon material for sintering is preferably 3.0% by mass or more and 4.5% by mass or less in terms of the outer number.
次に、実施例を示しながら本発明について具体的に説明する。表１に本実施例で使用した低品位炭の工業分析値、元素分析値及びロガ指数を示した。Ｃ、Ｈ、Ｎの元素分析には、ＬＥＣＯ社製のＣＨＮ６２８（ＪＩＳ－Ｍ８８１９に準拠）を使用した。Ｔｏｔａｌ-Ｓの元素分析は、横型管状炉を用いた高温燃焼法にしたがって行った（ＪＩＳ－Ｍ８８１３に準拠）。
表１に示す石炭を乾燥後に１０ｍｍ以下に粉砕し、適量を反応容器内に充填した。窒素ガスを反応容器に流通させながら、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で所定の目標温度まで昇温した後、１時間保温することによって、チャーのサンプルを製造した。表２に、製造したチャーの工業分析値を示した。また、従来法と比較するため、焼結用炭材として通常用いられる粉コークスの工業分析値も併せて示した。なお、チャーＡ－１～Ａ－５は、石炭Ａを由来とするチャーであり、チャーＢ－１～Ｂ－５は、石炭Ｂを由来とするチャーであり、チャーＣ－１～Ｃ－５は、石炭Ｃを由来とするチャーであり、チャーＤ－１～Ｄ－３は、石炭Ｄを由来とするチャーである。
製造したチャーを焼結用炭材として用いて、焼結鍋試験を実施した。焼結鍋試験は、焼結プロセスを実験室規模でシミュレートするものであり、この焼結鍋試験によって、ＦＦＳ、焼結鉱の成品歩留、生産率、ＮＯＸ排出量及びＮＯＸ転換率を測定した。 A sintering pot test was conducted using the manufactured char as a sintering carbon material. The sintering pot test simulates the sintering process on a laboratory scale, and the sintering pot test can improve FFS, sintered ore product yield, production rate, NOx emissions, and NOx conversion rate. was measured.
焼結鍋試験に用いられる焼結原料の配合条件は、下記表３に示す通りとした。
焼結鍋試験では、まず、任意の直径及び高さを有する円筒形状の焼結鍋に焼結原料を充填した。ここで、焼結鉱を床敷として焼結鍋にセットした後、床敷上に焼結原料を充填した。そして、焼結鍋内の焼結原料層の表面を点火するとともに、焼結鍋の下部に設置された風箱からブロワによって空気を吸引した。これにより、焼結原料層での焼結プロセスをシミュレートすることができる。 In the sintering pot test, first, a cylindrical sintering pot having an arbitrary diameter and height was filled with a sintering raw material. Here, the sintered ore was set as a bedding in a sintering pot, and then the sintering raw material was filled on the bedding. Then, the surface of the sintered raw material layer in the sintering pot was ignited, and air was sucked in by a blower from an air box installed at the bottom of the sintering pot. This makes it possible to simulate the sintering process in the sintering raw material layer.
本実施例では、直径が３００ｍｍであり、高さが６００ｍｍである焼結鍋を用いた。１５３０ｋＰａの負圧で空気を吸引しながら、焼結鍋内の焼結原料層の表面をバーナによって１分間点火することにより、焼結を開始した。風箱に設置した温度センサによって排ガスの温度を測定し続け、排ガスの温度が最大値に到達したタイミングを焼結完了時点（ＢＴＰ；Burn Through Pointとも言う）とした。大気吸引は焼結完了時点からさらに３分が経過したときに終了した。 In this example, a sintered pot with a diameter of 300 mm and a height of 600 mm was used. Sintering was started by igniting the surface of the sintering raw material layer in the sintering pot for 1 minute with a burner while sucking air under a negative pressure of 1530 kPa. The temperature of the exhaust gas was continuously measured by a temperature sensor installed in the wind box, and the timing when the temperature of the exhaust gas reached the maximum value was defined as the sintering completion point (BTP; also referred to as Burn Through Point). Atmospheric suction was terminated when an additional 3 minutes had elapsed from the time of completion of sintering.
焼結時間は、焼結原料層の点火を開始した時刻から焼結完了時点までの時間である。ＦＦＳは、焼結鍋に焼結原料を充填したときの焼結原料層の層厚（焼結鍋の高さ方向のサイズ）を、焼結時間で除算した値である。 The sintering time is the time from the time when ignition of the sintered raw material layer is started to the time when sintering is completed. FFS is a value obtained by dividing the layer thickness of the sintering raw material layer (size in the height direction of the sintering pan) by the sintering time when the sintering raw material is filled in the sintering pan.
成品歩留とは、５ｍｍ以上を成品としたときの焼結鉱成品の歩留である。具体的には、下記式（３）に基づいて、成品歩留Ｒが算出される。ここに、Ｍｓは篩目の大きさが５ｍｍの篩により篩い分けた篩上の焼結鉱の質量を、Ｍｔは元の焼結ケーキの質量から床敷鉱の質量を減じた質量である。 The product yield is the yield of a sintered ore product when the product is 5 mm or more. Specifically, the product yield R is calculated based on the following formula (3). Here, Ms is the mass of the sintered ore on the sieve that has been sieved through a sieve with a sieve size of 5 mm, and Mt is the mass obtained by subtracting the mass of the bedding ore from the mass of the original sintered cake.
生産率とは、焼結機単位面積あたりの成品焼結鉱の生産速度［ｔ／２４ｈ・ｍ２］である。本鍋試験での生産率Ｐは、５ｍｍの篩により篩い分けた篩上の焼結鉱の質量Ｍｓ［ｔ］を、焼結鍋試験装置の面積Ｓ［0.07ｍ２］及び焼結時間ｔｓ［ｍｉｎ］により除算したものであり、下記式（４）に基づいて算出される。 The production rate is the production rate [t/24 h·m 2 ] of finished sintered ore per unit area of the sintering machine. The production rate P in this pot test is calculated by dividing the mass of the sintered ore on the 5 mm sieve Ms [t] by the area S [0.07 m 2 ] of the sintering pot test device and the sintering time ts [ min], and is calculated based on the following formula (4).
ＮＯｘの排出量とは、鍋の点火を開始してから焼結完了時点までの間に排出された排ガス中に含有されるＮＯｘの量（ＮＯ及びＮＯ２の総量）を窒素重量（酸素を含まない）［ｋｇ］として表したものである。 The amount of NOx emissions is defined as the amount of NOx (total amount of NO and NO2 ) contained in the exhaust gas emitted from the time the pot starts igniting to the time of completion of sintering by the nitrogen weight (including oxygen). It is expressed as [kg].
ＮＯｘの転換率とは、鍋試験の原料の炭材中に含まれる窒素量に対して、排ガス中でＮＯｘ（ＮＯ及びＮＯ２）として検出された窒素量の割合を百分率で表した値である。 The conversion rate of NOx is a value expressed as a percentage of the amount of nitrogen detected as NOx (NO and NO 2 ) in the exhaust gas relative to the amount of nitrogen contained in the carbonaceous material used as the raw material for the pot test. .
焼結鍋試験の結果は、以下の表５乃至表８に示す通りである。
表５～表７に示す炭材は、粉コークス又はチャーだけで構成した。表８に示す炭材は、粉コークス及びチャーを混合した混合原料とした。焼結鍋試験で使用した炭材は、全て固定炭素量が参考例の粉コークスと略同一となるように設定した。例えば、比較例Ａ１（表５参照）のチャーＡ－１は、チャー使用比率が１００％であるため、チャーＡ－１だけで固定炭素量が３．９質量％（外数）となるように配合量を決定した。つまり、チャーＡ－１の配合量は、表２に示すチャーＡ－１の固定炭素量（９４．２質量％）に基づき、３．９を０．９４２で除算することにより、４．１４質量％（外数）とした。 The carbon materials shown in Tables 5 to 7 were composed only of coke powder or char. The carbon material shown in Table 8 was a mixed raw material obtained by mixing coke powder and char. The carbon materials used in the sintering pot test were all set so that the amount of fixed carbon was approximately the same as that of the coke powder used in the reference example. For example, Char A-1 of Comparative Example A1 (see Table 5) has a char usage ratio of 100%, so the amount of fixed carbon in Char A-1 alone is 3.9% by mass (outside number). The amount to be added was determined. In other words, the blending amount of Char A-1 is calculated as 4.14 mass% by dividing 3.9 by 0.942 based on the fixed carbon amount (94.2% by mass) of Char A-1 shown in Table 2. % (outside number).
また、比較例Ａ４（表８参照）のチャーＡ－１は、チャー使用比率が５０％であるため、粉コークスに含まれる固定炭素量及びチャーＡ－１に含まれる固定炭素量が共に１．９５質量％（外数）となるように配合量を決定した。つまり、粉コークスの配合量は、表２に示す粉コークスの固定炭素量（８７．２質量％）に基づき、１．９５を０．８７２で除算することにより、２．２４質量％（外数）とした。また、チャーＡ－１の配合量は、表２に示すチャーＡ－１の固定炭素量（９４．２質量％）に基づき、１．９５を０．９４２で除算することにより、２．０７質量％（外数）とした。 In addition, in Char A-1 of Comparative Example A4 (see Table 8), since the char usage ratio is 50%, the amount of fixed carbon contained in the coke breeze and the amount of fixed carbon contained in Char A-1 are both 1. The blending amount was determined to be 95% by mass (extra number). In other words, based on the amount of fixed carbon in coke breeze shown in Table 2 (87.2% by mass), the blending amount of coke breeze is calculated as 2.24% by mass (external ). In addition, the blending amount of Char A-1 was determined by dividing 1.95 by 0.942 based on the fixed carbon amount (94.2% by mass) of Char A-1 shown in Table 2, and calculated 2.07% by mass. % (outside number).
（チャー使用比率１００％の場合）
石炭Ａ～Ｃを、１０５０～１３００℃の乾留温度で乾留したチャーを使用した場合、いずれも焼結鉱の生産性が最も向上し、かつ、十分なＮＯｘ排出量の低減が、可能となることがわかった。すなわち、１０５０℃未満の乾留温度で製造したチャーを用いた場合には、それよりも生産率が低下し、ＮＯｘ排出量も増加した。１３００℃より高温の温度で製造したチャーを用いた場合にはＮＯｘ排出量は最も低減可能であるが、一方で生産率が大幅に低下した。また、１３００℃を上回る高温でチャーを製造するためには、製造プロセスで消費されるエネルギー量が増大し、熱効率が悪化することも問題となる。
石炭Ｄは、ロガ指数が１０超で燃焼性が悪いため、乾留温度を本発明の範囲に設定しても、焼結鉱の生産性の向上及びＮＯｘ排出量の低減を十分に図ることができなかった。
以上の結果から、焼結鉱の生産性の向上及びＮＯｘ排出量の低減を両立するためには、以下の二つの条件が必要であることがわかった。
条件１：ロガ指数が１０以下の低品位炭（ただし、無煙炭を除く）を乾留したチャーを、焼結用炭材として用いる。
条件２：低品位炭の乾留温度を１０５０℃以上１３００℃以下に設定する。
(If char usage ratio is 100%)
When using char produced by carbonizing coals A to C at a carbonization temperature of 1050 to 1300°C, the productivity of sintered ore is improved the most and it is possible to sufficiently reduce NOx emissions. I understand. That is, when char produced at a carbonization temperature of less than 1050° C. was used, the production rate was lower than that, and the amount of NOx emissions was also increased. When using char produced at a temperature higher than 1300° C., NOx emissions could be reduced the most, but on the other hand, the production rate was significantly reduced. In addition, in order to produce char at a high temperature exceeding 1300° C., the amount of energy consumed in the production process increases, causing a problem of deterioration of thermal efficiency.
Coal D has a loga index of more than 10 and has poor combustibility, so even if the carbonization temperature is set within the range of the present invention, it is not possible to sufficiently improve the productivity of sintered ore and reduce NOx emissions. There wasn't.
From the above results, it was found that the following two conditions are necessary in order to simultaneously improve the productivity of sintered ore and reduce NOx emissions.
Condition 1: Char that is obtained by carbonizing low-grade coal (excluding anthracite) with a Loga index of 10 or less is used as a sintering carbon material.
Condition 2: The carbonization temperature of low-rank coal is set at 1050°C or higher and 1300°C or lower.
（チャー及び粉コークスの混合原料の場合）
チャーの使用比率を５０％とした場合には、８００℃と１１００℃で製造したチャーの生産率には差異がほとんど生じなかったが、使用比率を７０％に高めると、１１００℃で製造したチャーの生産率も明らかに大きくなった。従って、粉コークスと併用する場合は、チャーの使用比率を７０％以上に高めることが好ましいと考えた。
(For mixed raw materials of char and coke powder)
When the usage ratio of char was 50%, there was almost no difference in the production rate of char produced at 800℃ and 1100℃, but when the usage ratio was increased to 70%, the production rate of char produced at 1100℃ The production rate has also clearly increased. Therefore, when used in combination with coke powder, it was considered preferable to increase the usage ratio of char to 70% or more.
Claims (3)
前記乾留によって得られたチャーを含む焼結用炭材を用いて、焼結鉱を製造することを特徴とする焼結鉱の製造方法。 Coal with a Loga index of 10 or less as measured by the Loga test method of JIS-M8801 (excluding anthracite) is carbonized at a carbonization temperature of 1050°C or higher and 1300°C or lower,
A method for producing sintered ore, comprising producing sintered ore using a sintering carbonaceous material containing char obtained by the carbonization.
The method for producing sintered ore according to claim 1 or 2, wherein the coal is at least one of lignite, sub-bituminous coal, and highly volatile bituminous coal containing 25% by mass or more of volatile matter.
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