JP7553759B2 - Sintering machine, sintering machine operation method - Google Patents
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Description
本発明は,焼結機、焼結機の操業方法に関するものである。 The present invention relates to a sintering machine and a method for operating the sintering machine.
従来から、焼結鉱の製造に関し、焼結層表層に対する原料の追加投入法や、バイオマスの利用技術に関して、種々検討されている。 Various methods for adding raw materials to the surface of the sintered layer and technologies for using biomass have been studied for the production of sintered ore.
例えば、特許文献1には、「全SiO2含有量が4.8重量%以下となるように原料配合を行い、点火完了後の焼結ベッド表面から吸引するガス中に、フリーカーボン含有量が50.0重量%以上で、かつ粒径1.0mm以下の微粉燃料を混入させて焼結することを特徴とする被還元性及び耐還元粉化性に優れた焼結鉱の製造方法。」が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method for producing sintered ore having excellent reducibility and resistance to reduction disintegration, which is characterized by blending raw materials so that the total SiO2 content is 4.8% by weight or less, and mixing pulverized fuel having a free carbon content of 50.0% by weight or more and a particle size of 1.0 mm or less into the gas sucked from the surface of the sintering bed after ignition is completed, and sintering the mixture.
また、特許文献2には、「焼結機による鉄鉱石の焼結工程において、点火された焼結原料層表面に固体燃料もしくは液体燃料を加えた固体燃料を散布する段階を包含することを特徴とする焼結機における窒素酸化物の低減方法。」が開示されている。 Patent Document 2 also discloses a method for reducing nitrogen oxides in a sintering machine, which is characterized by including a step of spraying solid fuel or solid fuel mixed with liquid fuel on the surface of an ignited sintering raw material layer during the process of sintering iron ore using a sintering machine.
また、特許文献3には、「希釈した気体燃料を、焼結層に供給することで、高強度の焼結鉱を高い歩留で製造することができる、焼結鉱の製造方法」が開示されている。 Patent Document 3 also discloses a "method for producing sintered ore, which supplies diluted gaseous fuel to the sintered layer, thereby producing high-strength sintered ore with a high yield."
また、特許文献4には、「鉄鉱石、副原料、返鉱および固体炭材からなる焼結原料を造粒処理して得られた擬似粒子を焼結機のパレットに偏析装入し、原料層の高さ方向に炭素濃度差を生じさせて焼成する焼結鉱の製造方法において、
前記焼結原料中の固体炭材の一部または全部として、アブラ椰子核殻を加熱処理して製造した固体炭化物であるアブラ椰子核殻炭を配合する際に、
平均粒径を2.7mm~6.0mmに調整したアブラ椰子核殻炭を配合することを特徴とする焼結鉱の製造方法。」が開示されている。
In addition, Patent Document 4 describes a method for producing sintered ore, in which pseudo-particles obtained by granulating sintered raw materials consisting of iron ore, auxiliary raw materials, return ore, and solid carbonaceous material are segregated and charged into the pallet of a sintering machine, and a carbon concentration difference is generated in the height direction of the raw material layer, and then the sintered ore is fired.
When oil palm kernel shell charcoal, which is a solid carbide produced by heat-treating oil palm kernel shell, is blended as a part or all of the solid carbonaceous material in the sintering raw material,
"A method for producing sintered ore, characterized in that it contains oil palm kernel shell charcoal with an average particle size adjusted to 2.7 mm to 6.0 mm."
ここで、従来より検討されている、焼結機での焼結鉱の製造方法では、生産性と環境負荷とに関して課題がある。具体的には、次の通りである。 Here, the conventional methods for producing sintered ore using a sintering machine have problems with productivity and environmental impact. Specifically, they are as follows:
まず、炭材(コークス、石炭)、液体燃料等を、着火後の焼結原料層上に投入する技術(特許文献1~2等)では、炭材および液体燃料の燃焼性が低く、焼結原料層の表層の燃焼効率が悪い。そのため、焼結原料層が焼結した焼結層の上層(焼結原料層を上下二つに二等分した上層)での焼結鉱の品質が低く、歩留も低いという課題がある。
この課題に対して、焼結層の上層付近での焼結鉱の歩留を改善する手法として、着火後の焼結原料層に気体燃料をフローさせ、その燃焼熱によって焼結原料層の表層付近の温度を上昇させる技術(特許文献3等)が知られている。しかし、気体燃料のコストが高く、付帯設備も高価となる。
First, in the technology of adding carbonaceous materials (coke, coal), liquid fuel, etc. onto the sintering raw material layer after ignition (Patent Documents 1 and 2, etc.), the combustibility of the carbonaceous materials and liquid fuel is low, and the combustion efficiency of the surface layer of the sintering raw material layer is poor. Therefore, there is a problem that the quality of the sintered ore in the upper layer of the sintering layer (the upper layer obtained by dividing the sintering raw material layer into two equal parts, top and bottom), which is sintered, is low, and the yield is also low.
To address this issue, a technique for improving the yield of sintered ore near the upper layer of the sintered layer is known (Patent Document 3, etc.), in which gaseous fuel is made to flow through the sintered raw material layer after ignition, and the temperature near the surface layer of the sintered raw material layer is increased by the combustion heat. However, the cost of gaseous fuel is high, and the associated equipment is also expensive.
一方、焼結鉱の製造では、CO2排出量が製鉄プロセス全体の10%程度ともなり、NOx排出量に関しては35%程度にもなるため、CO2排出量およびNOx排出量を削減するという課題がある。 On the other hand, in the production of sintered ore, CO2 emissions account for about 10% of the entire steelmaking process, and NOx emissions account for about 35%. Therefore, there is a need to reduce CO2 and NOx emissions.
これら課題に対して、前述の特許文献1~3には特段の言及がない。他の先行技術として、木質バイオマス燃料に代表されるバイオマス燃料は、植物由来であり、焼結時に発生したCO2がカーボンニュートラルであるため、焼結工程で利用する試みがなされている(特許文献4等)。
しかし、従来のバイオマス燃料の利用は、コークス代替の燃料としての利用であり、焼結鉱の歩留が低下する。
There is no particular mention of these issues in the above-mentioned Patent Documents 1 to 3. As another prior art, biomass fuels, such as woody biomass fuels, are derived from plants, and the CO2 generated during sintering is carbon neutral, so attempts have been made to use them in the sintering process (Patent Document 4, etc.).
However, conventional biomass fuels are used as a substitute for coke, which reduces the yield of sintered ore.
加えて、従来のバイオマス燃料は、コークス代替の燃料であるため、事前に炭化処理が必要となる。そのため、コスト増大の原因となる他、上記炭化処理の際に揮発分が揮散し、焼結工程で燃料として有効利用できない。
炭化処理を実施しないでバイオマス燃料を利用した場合には、焼結原料層内部での昇温中に、バイオマス燃料の熱分解によって発生した炭化水素ガスが排ガスに混入する。そのため、焼結機の電気集塵機の操業に悪影響(具体的には、電極にダメージが発生し、装置寿命が短くなるという影響)を与え、また、パティキュレートマターの含有量が増え、焼結機のメンテナンスコストが増大する。
In addition, conventional biomass fuels are used as a substitute for coke and therefore require prior carbonization, which not only increases costs but also causes volatile matter to evaporate during the carbonization process, making it impossible to effectively use the fuel in the sintering process.
When biomass fuel is used without carbonization, the hydrocarbon gas generated by pyrolysis of the biomass fuel during the temperature rise in the sintering raw material layer is mixed into the exhaust gas, which adversely affects the operation of the electrostatic precipitator of the sintering machine (specifically, the electrodes are damaged, shortening the equipment life), and also increases the particulate matter content, which increases the maintenance cost of the sintering machine.
そこで、本発明の課題は、バイオマス燃料を利用し、低コストで、NOx排出量が削減可能で、焼結層の上層の歩留を改善する焼結機、および焼結機の操業方法を提供することである。 The objective of the present invention is to provide a sintering machine and a method of operating the sintering machine that utilizes biomass fuel, is low-cost, can reduce NOx emissions, and improves the yield of the upper layer of the sintered layer.
課題を解決するための手段は、次の態様を含む。
[1]
複数の焼結パレットが連結された焼結パレット群と、
前記焼結パレット内へ、焼結原料を供給する原料供給装置と、
前記焼結パレット内に供給された前記焼結原料の層の表層部を、火炎により着火する点火炉と、
前記点火炉よりも排鉱側に設けられ、バイオマス燃料を前記焼結原料の層上に供給する燃料供給装置と、
を備える焼結機。
[2]
前記燃料供給装置は、単位面積当たりの熱量換算で23.3~372.0MJ/m2の前記バイオマス燃料を前記焼結原料の層上に供給する装置である[1]に記載の焼結機。
[3]
前記燃料供給装置は、前記点火炉による前記焼結原料の層の表層部の着火完了直後から、60秒以内に前記バイオマス燃料を前記焼結原料の層上に供給する装置である[1]又は[2]に記載の焼結機。
[4]
前記焼結原料の層上に供給された前記バイオマス燃料に対する前記点火炉の火炎の接触を防ぐ防火装置をさらに備える[1]~[3]のいずれか1項に記載の焼結機。
[5]
複数の焼結パレットが連結された焼結パレット群における前記焼結パレット内へ、焼結原料を供給する原料供給工程と、
前記焼結パレット内に供給された前記焼結原料の層の表層部を、点火炉の火炎により着火する工程と、
前記点火炉よりも排鉱側で、バイオマス燃料を前記焼結原料の層上に供給する燃料供給工程と、
を有する、焼結機の操業方法。
[6]
前記燃料供給工程において、単位面積当たりの熱量換算で23.3~372.0MJ/m2の前記バイオマス燃料を前記焼結原料の層上に供給する[5]に記載の焼結機の操業方法。
[7]
前記燃料供給工程において、前記点火炉による前記焼結原料の層の表層部の着火完了直後から、60秒以内に前記バイオマス燃料を前記焼結原料の層上に供給する[5]又は[6]に記載の焼結機の操業方法。
[8]
防火装置により、前記焼結原料の層上に供給された前記バイオマス燃料に対する点火炉の火炎の接触を防ぐ[5]~[7]のいずれか1項に記載の焼結機の操業方法。
The means for solving the problems include the following aspects.
[1]
A sintering pallet group in which a plurality of sintering pallets are connected together;
A raw material supplying device for supplying raw material for sintering into the sintering pallet;
an ignition furnace that ignites a surface portion of the layer of the sintering raw material supplied into the sintering pallet with a flame;
A fuel supply device is provided on the discharge side of the ignition furnace and supplies biomass fuel onto the layer of the sintering raw material;
A sintering machine comprising:
[2]
The sintering machine according to [1], wherein the fuel supplying device is a device that supplies the biomass fuel at a calorific value per unit area of 23.3 to 372.0 MJ/ m2 onto the layer of the sintering raw material.
[3]
The sintering machine according to [1] or [2], wherein the fuel supply device is a device that supplies the biomass fuel onto the layer of sintering raw material within 60 seconds immediately after the ignition of the surface layer of the layer of sintering raw material is completed by the ignition furnace.
[4]
The sintering machine according to any one of [1] to [3], further comprising a fire prevention device that prevents the flame of the ignition furnace from contacting the biomass fuel supplied on the layer of sintering raw material.
[5]
a raw material supplying step of supplying a sintering raw material into a sintering pallet in a sintering pallet group in which a plurality of sintering pallets are connected to each other;
Ignite the surface layer of the layer of the sintering raw material supplied into the sintering pallet with a flame of an ignition furnace;
A fuel supplying step of supplying biomass fuel onto the layer of the sintering raw material on the discharge side of the ignition furnace;
The method for operating a sintering machine comprises the steps of:
[6]
The method for operating a sintering machine according to [5], wherein in the fuel supplying step, the biomass fuel is supplied onto the layer of the sintering raw material in an amount of 23.3 to 372.0 MJ/ m2 in terms of heat per unit area.
[7]
The method for operating a sintering machine according to [5] or [6], wherein in the fuel supplying step, the biomass fuel is supplied onto the layer of sintering raw material within 60 seconds immediately after the ignition of the surface layer of the layer of sintering raw material is completed by the ignition furnace.
[8]
The method for operating a sintering machine according to any one of [5] to [7], wherein a fire prevention device is used to prevent the flame of an ignition furnace from coming into contact with the biomass fuel supplied onto the layer of sintering raw material.
本発明によれば、バイオマス燃料を利用し、低コストで、焼結層の上層の歩留を改善する焼結機、および焼結機の操業方法を提供できる。 The present invention provides a sintering machine and a method for operating the sintering machine that utilizes biomass fuel and improves the yield of the upper layer of the sintered layer at low cost.
以下、本発明について説明する。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。
数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
「好ましい態様の組み合わせ」は、より好ましい態様である。
The present invention will now be described.
In this specification, a numerical range expressed using "to" means a range that includes the numerical values before and after "to" as the lower and upper limits.
In numerical ranges described in stages, the upper limit or lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with the upper limit or lower limit value of another numerical range described in stages.
In a numerical range, the upper limit or lower limit described in a certain numerical range may be replaced with a value shown in the examples.
The term "process" includes not only an independent process but also a process that cannot be clearly distinguished from other processes as long as the intended purpose of the process is achieved.
A "combination of preferred aspects" is a more preferred aspect.
本発明の焼結機は、
複数の焼結パレットが連結された焼結パレット群と、
焼結パレット内へ、焼結原料を供給する原料供給装置と、
焼結パレット内に供給された焼結原料の層の表層部を、火炎により着火する点火炉と、
点火炉よりも排鉱側に設けられ、バイオマス燃料を焼結原料の層上に供給する燃料供給装置と、
を備える。
The sintering machine of the present invention is
A sintering pallet group in which a plurality of sintering pallets are connected together;
A raw material supplying device that supplies raw material for sintering into the sintering pallet;
an ignition furnace for igniting a surface layer of the layer of sintering raw material supplied into the sintering pallet with a flame;
A fuel supply device is provided on the discharge side of the ignition furnace and supplies biomass fuel onto the layer of sintering raw materials;
Equipped with.
一方、本発明の焼結機の製造方法は、
複数の焼結パレットが連結された焼結パレット群における前記焼結パレット内へ、焼結原料を供給する原料供給工程と、
焼結パレット内に供給された焼結原料の層の表層部を、点火炉の火炎により着火する工程と、
点火炉よりも排鉱側で、バイオマス燃料を焼結原料の層上に供給する燃料供給工程と、
を有する。
On the other hand, the manufacturing method of the sintering machine of the present invention is as follows:
a raw material supplying step of supplying a sintering raw material into a sintering pallet in a sintering pallet group in which a plurality of sintering pallets are connected to each other;
Ignite the surface of the layer of sintering raw material supplied into the sintering pallet with a flame from an ignition furnace;
A fuel supplying step of supplying biomass fuel onto the layer of sintering raw material on the discharge side of the ignition furnace;
has.
本発明の焼結機及びその操業方法では、バイオマス燃料を利用し、低コストで、焼結層の上層の歩留を改善できる。その理由は、次の通り推測される。 The sintering machine and its operating method of the present invention use biomass fuel and can improve the yield of the upper layer of the sintered layer at low cost. The reason for this is presumed to be as follows.
バイオマス燃料のガス化反応では、輻射熱により、空気の流れに逆らって、バイオマス燃料の燃焼とガス化とが進行する。そして、バイオマス燃料は燃焼速度が速い。
したがって、焼結原料層の表層部を着火した後に、焼結原料層上にバイオマス燃料を供給すると、着火された焼結原料層の顕熱により、バイオマス燃料が自発的に燃焼する。それにより、焼結原料層の表層に熱を供給する。
そして、バイオマス燃料は、燃焼性が高く、燃焼速度が速いため、焼結原料層の表層の温度を効率良く、上昇させる。それにより、焼結原料層の表層の燃焼効率が上がり、焼結層の上層での焼結鉱の品質が高まる。
In the gasification reaction of biomass fuel, the combustion and gasification of the biomass fuel proceeds against the air flow due to radiant heat. Furthermore, biomass fuel has a high combustion speed.
Therefore, when the biomass fuel is supplied onto the sintering raw material layer after the surface portion of the sintering raw material layer is ignited, the biomass fuel spontaneously burns due to the sensible heat of the ignited sintering raw material layer, thereby supplying heat to the surface layer of the sintering raw material layer.
Since biomass fuel has high combustibility and a high combustion speed, it efficiently raises the temperature of the surface layer of the sintering raw material layer, thereby increasing the combustion efficiency of the surface layer of the sintering raw material layer and improving the quality of the sintered ore in the upper layer of the sintering layer.
また、バイオマス燃料は、燃焼速度が高いため、炭化水素ガス、CO等の未燃ガスが排ガス中に残存しやすい。しかし、バイオマス燃料は焼結原料層上で燃焼するため、生成した未燃焼ガスは、焼結原料層内部を通過したとき、炭材の燃焼により分解及び燃焼して除去される。それにより、焼結機の電気集塵機の操業への影響を抑え、また、パティキュレートマターの含有量が低減され、焼結機のメンテナンスコストが抑えられる。 In addition, because biomass fuel has a high combustion rate, unburned gases such as hydrocarbon gas and CO tend to remain in the exhaust gas. However, because biomass fuel is burned on the sintering raw material layer, the generated unburned gas is decomposed and burned by the combustion of carbonaceous materials when it passes through the inside of the sintering raw material layer, and is removed. This reduces the impact on the operation of the sintering machine's electric dust collector, reduces the particulate matter content, and reduces the maintenance costs of the sintering machine.
また、バイオマス燃料の燃焼時に発生する未燃焼ガスが、焼結原料層内部で炭材の燃焼により分解及び燃焼して除去されるため、焼結原料層内部へと流入する空気の酸化ポテンシャルが低下する。それにより、バイオマス燃料の利用によるCO2削減と共に、焼結原料層内部での炭材の燃焼に伴うNOx発生が抑制され、NOx削減も実現する。 In addition, the unburned gas generated during the combustion of biomass fuel is decomposed and burned by the combustion of carbonaceous materials inside the sintering raw material layer and removed, so the oxidation potential of the air flowing into the sintering raw material layer is reduced. As a result, in addition to reducing CO2 by using biomass fuel, the generation of NOx associated with the combustion of carbonaceous materials inside the sintering raw material layer is suppressed, and NOx reduction is also achieved.
以上から、本発明の焼結機及びその操業方法では、バイオマス燃料を利用し、低コストで、NOx排出量が削減可能で、焼結層の上層(焼結原料層を上下二つに二等分した上層)の歩留を改善できると推測される。
また、本発明の焼結機及びその操業方法では、供給するバイオマス燃料の熱量分、焼結原料の炭材の量も低減できるため、炭材量の低減分、CO2削減も削減可能となる。
From the above, it is presumed that the sintering machine and its operating method of the present invention utilize biomass fuel, can reduce NOx emissions at low cost, and can improve the yield of the upper layer of the sintering layer (the upper layer obtained by dividing the sintering raw material layer into two equal parts, top and bottom).
In addition, the sintering machine and its operating method of the present invention can reduce the amount of carbonaceous material in the sintering raw material by the calorific value of the biomass fuel supplied, which makes it possible to reduce CO2 emissions by the amount of carbonaceous material reduced.
以下、本発明の焼結機およびその操業方法について、図面を参照しつつ、さらに詳細に説明する。 The sintering machine and its operating method of the present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.
焼結機101は、図1に示すように、例えば、焼結パレット群10と、床敷供給装置20と、原料供給装置30と、点火炉40と、燃料供給装置50と、防火装置60と、粉砕整粒装置70と、排ガス装置80と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the sintering machine 101 includes, for example, a group of sintering pallets 10, a floor supply device 20, a raw material supply device 30, an ignition furnace 40, a fuel supply device 50, a fire prevention device 60, a grinding and sizing device 70, and an exhaust gas device 80.
(焼結パレット群)
焼結パレット群10は、例えば、複数の焼結パレット11を有している。そして、複数の焼結パレット11は、例えば、無端連結されている。
そして、無端連結された複数の焼結パレット11は、不図示の駆動装置により、周回する。
(Sintered pallets)
The sintering pallet group 10 includes, for example, a plurality of sintering pallets 11. The plurality of sintering pallets 11 are, for example, endlessly connected.
The multiple sintering pallets 11, which are endlessly connected, are rotated by a driving device (not shown).
(床敷供給装置)
床敷供給装置20は、例えば、床敷鉱(返鉱)が装入された床敷ホッパー21を有している。
床敷供給装置20では、床敷ホッパー21から床敷鉱(返鉱)を焼結パレット11内に供給する。それにより、周回する焼結パレット11内に、床敷鉱(返鉱)層(不図示)が敷かれる。
(Bedding supply device)
The bedding supply device 20 has, for example, a bedding hopper 21 in which bedding ore (return ore) is charged.
In the bedding supply device 20, bedding ore (return ore) is supplied from a bedding hopper 21 into the sintering pallet 11. As a result, a bedding ore (return ore) layer (not shown) is laid inside the rotating sintering pallet 11.
(原料供給装置)
原料供給装置30は、例えば、焼結原料1が装入されるサージホッパー31と、サージホッパー31から焼結原料1を焼結パレット11内に供給するフィーダー32と、を有している。
(Raw material supply device)
The raw material supply device 30 has, for example, a surge hopper 31 into which the sintering raw material 1 is charged, and a feeder 32 that supplies the sintering raw material 1 from the surge hopper 31 into the sintering pallet 11 .
なお、原料供給装置30には、図示しないが、例えば、鉄含有原料、副原料、炭材および返鉱の原料を各々装入するホッパーと、各ホッパーから切り出された原料を混合するミキサーと、を有している。そして、ミキサーで混合された混合物が焼結原料としてサージホッパー31に装入される。 The raw material supply device 30 has hoppers (not shown) for respectively charging raw materials such as iron-containing raw materials, auxiliary raw materials, carbonaceous materials, and return ore, and a mixer for mixing the raw materials discharged from each hopper. The mixture mixed in the mixer is then charged into the surge hopper 31 as the sintering raw material.
原料供給装置30では、装入されたサージホッパー31に装入された焼結原料1を、フィーダー32により切り出して、シュート(不図示)等を介して焼結パレット11内に供給する。それにより、周回する焼結パレット11内の、床敷鉱(返鉱)層(不図示)上に、焼結原料層2を形成する。 In the raw material supply device 30, the sinter raw material 1 loaded into the surge hopper 31 is cut out by the feeder 32 and fed into the sintering pallet 11 via a chute (not shown) or the like. This forms a sinter raw material layer 2 on the bedding ore (return ore) layer (not shown) inside the rotating sintering pallet 11.
ここで、焼結原料1は、例えば、鉄含有原料、副原料、炭材および返鉱を含む。必要に応じて、焼結原料1は、水分も含む。
含鉄原料は、鉄鉱石(焼結粉鉱)を主体とする。含鉄原料は、鉄鉱石に加え、さらに、製鉄ダスト(高炉ダスト、焼結ダスト、製鋼ダスト等)、スケール等からなる雑原料を含む。なお、「鉄鉱石(焼結粉鉱)を主体とする」とは、含鉄原料全体の50質量%以上が鉄鉱石(焼結粉鉱)で占められることを意味する。
副原料は、含CaO原料、含MgO原料、含SiO2原料等である。例えば、含CaO原料は、石灰石、生石灰、消石灰、ドロマイト、転炉スラグ等である。
炭材は、コークス、無煙炭等である。
返鉱は、高炉成品粒度の下限を満たさない粒度の焼結鉱であって、焼結工程または高炉工程からの戻り分である。
Here, the sintering raw material 1 includes, for example, an iron-containing raw material, an auxiliary raw material, a carbonaceous material, and return ore. If necessary, the sintering raw material 1 also includes moisture.
The iron-containing raw material is mainly composed of iron ore (sintered ore fines). In addition to iron ore, the iron-containing raw material further includes miscellaneous raw materials such as ironmaking dust (blast furnace dust, sintered dust, steelmaking dust, etc.) and scale. Note that "mainly composed of iron ore (sintered ore fines)" means that 50% by mass or more of the total iron-containing raw material is iron ore (sintered ore fines).
The auxiliary raw materials include CaO-containing raw materials, MgO-containing raw materials, SiO2 -containing raw materials, etc. For example, the CaO-containing raw materials include limestone, quicklime, slaked lime, dolomite, converter slag, etc.
The carbonaceous materials include coke and anthracite.
Return ore is sintered ore having a particle size that does not meet the lower limit of the particle size of the blast furnace product, and is returned from the sintering process or the blast furnace process.
(点火炉)
点火炉40は、炉本体41と、火炎を放つバーナー42と、を有している。
点火炉40では、焼結パレット11内に供給された焼結原料層2の表層部を、バーナー42の火炎により着火する。具体的には、焼結原料層2の表層部の炭材を、火炎に着火する。着火後の焼結原料層2では、排ガス装置80により焼結原料層2の上方から下方へ空気を吸引しながら、焼結原料層中の炭材が燃焼する。それにより、炭材の燃焼熱で、焼結原料層2は、上層から下層にかけて順次焼結し、焼結層3となる。
「焼結原料層2の表層部を火炎により着火する」とは、火炎を焼結原料層2表面に当てることを示す。
(Ignition furnace)
The ignition furnace 40 has a furnace body 41 and a burner 42 that emits a flame.
In the ignition furnace 40, the surface layer of the sintering raw material layer 2 supplied into the sintering pallet 11 is ignited by the flame of the burner 42. Specifically, the carbonaceous material in the surface layer of the sintering raw material layer 2 is ignited by the flame. After ignition, the carbonaceous material in the sintering raw material layer 2 burns while the exhaust gas device 80 sucks air from above to below the sintering raw material layer 2. As a result, the sintering raw material layer 2 is sintered sequentially from the upper layer to the lower layer by the combustion heat of the carbonaceous material, and becomes the sintered layer 3.
The phrase "igniting the surface portion of the sintering raw material layer 2 with a flame" refers to applying a flame to the surface of the sintering raw material layer 2.
(燃料供給装置)
燃料供給装置50は、例えば、点火炉40よりも排鉱側(つまり、点火炉40よりも焼結パレット11の搬送方向下流側)で、バイオマス燃料4を焼結原料層2上に供給する装置である。
燃料供給装置50は、バイオマス燃料4が装入されるサージホッパー51とサージホッパー51からバイオマス燃料4を焼結原料層2上に供給するフィーダー52とを有している。
燃料供給装置50は、供給方式は上記に限られず、ベルトコンベアー方式、スリップスティックコンベア方式、エプロンコンベヤ方式等の周知の装置が採用してもよい。
(Fuel supply device)
The fuel supply device 50 is a device that supplies the biomass fuel 4 onto the sintering raw material layer 2, for example, on the ore discharge side of the ignition furnace 40 (i.e., downstream of the ignition furnace 40 in the conveying direction of the sintering pallet 11).
The fuel supply device 50 has a surge hopper 51 into which the biomass fuel 4 is charged, and a feeder 52 that supplies the biomass fuel 4 from the surge hopper 51 onto the sintering raw material layer 2 .
The fuel supply system of the fuel supply device 50 is not limited to the above, and any other known system such as a belt conveyor system, a slip stick conveyor system, or an apron conveyor system may be used.
燃料供給装置50では、着火後の焼結原料層2上にバイオマス燃料4の層(不図示)を形成する。バイオマス燃料4の層は、着火された焼結原料層2の顕熱により、自発的に燃焼する。その燃焼により、焼結原料層2の表層に熱を供給し、焼結原料層2の表層の温度を効率良く、上昇させ、高温に保持される時間を延伸させる。そのため、焼結原料層2の表層の燃焼効率が上がり、焼結層3の表層での焼結鉱の品質が高まる。なお、焼結原料層2の着火前にバイオマス燃料4を焼結原料層2上に投入した場合には、点火炉40内での着火中にバイオマス燃料4が燃焼完了してしまうため、焼結層3の表層の温度が高温に保持される時間が延伸されず、上述の効果が得られない。 The fuel supply device 50 forms a layer of biomass fuel 4 (not shown) on the sintered raw material layer 2 after ignition. The layer of biomass fuel 4 spontaneously burns due to the sensible heat of the ignited sintered raw material layer 2. This combustion supplies heat to the surface layer of the sintered raw material layer 2, efficiently raising the temperature of the surface layer of the sintered raw material layer 2 and extending the time during which the surface layer is kept at a high temperature. This increases the combustion efficiency of the surface layer of the sintered raw material layer 2 and improves the quality of the sintered ore in the surface layer of the sintered layer 3. Note that if the biomass fuel 4 is put onto the sintered raw material layer 2 before the sintered raw material layer 2 is ignited, the biomass fuel 4 will complete combustion during ignition in the ignition furnace 40, and the time during which the surface layer of the sintered layer 3 is kept at a high temperature will not be extended, and the above-mentioned effect will not be obtained.
ここで、バイオマス燃料としては、おがくず、かんなくず、バーク、木質チップ、木質ペレット等が挙げられる。
バイオマス燃料は、おがくず、かんなくず、バーク、木質チップ、木質ペレット等を、乾燥処理、粉砕処理(シュレッダー等)等を施した処理品を利用してもよい。
バイオマス燃料は、焼結原料層2上の供給前に、木材(樹木、丸太、板等)を粉砕して製造した燃料を利用してもよい。
Here, examples of biomass fuel include sawdust, shavings, bark, wood chips, wood pellets, and the like.
As the biomass fuel, products obtained by subjecting sawdust, shavings, bark, wood chips, wood pellets, etc. to drying and pulverization (with a shredder, etc.) may be used.
The biomass fuel may be fuel produced by crushing wood (trees, logs, boards, etc.) before being supplied onto the sintering raw material layer 2.
燃料供給装置50(つまり、燃料供給工程)において、焼結層3の上層での焼結鉱品質向上の観点から、単位面積当たりの熱量換算で23.3~372.0MJ/m2のバイオマス燃料を焼結原料層2上に供給することが好ましい。
バイオマス燃料の供給量の下限は、より好ましくは、30.0MJ/m2以上であり、さらに好ましくは、46.5MJ/m2以上である。
バイオマス燃料の供給量の上限は、より好ましくは、279.0MJ/m2以下であり、さらに好ましくは、186.0MJ/m2以下である。
In the fuel supply device 50 (i.e., the fuel supply process), from the viewpoint of improving the sintered ore quality in the upper layer of the sintered layer 3, it is preferable to supply 23.3 to 372.0 MJ/ m2 of biomass fuel onto the sintered raw material layer 2 in terms of heat amount per unit area.
The lower limit of the supply amount of biomass fuel is more preferably 30.0 MJ/ m2 or more, and even more preferably 46.5 MJ/m2 or more .
The upper limit of the supply amount of biomass fuel is more preferably 279.0 MJ/ m2 or less, and even more preferably 186.0 MJ/m2 or less .
燃料供給装置50(つまり、燃料供給工程)において、焼結原料層2上に供給されたバイオマス燃料4は、着火された焼結原料層の顕熱により自発的に燃焼する必要がある。それには、着火された焼結原料層2の表層の温度が400℃以上のときに、バイオマス燃料4を焼結原料層2上に供給することが好ましい。そのためには、着火された焼結原料層2の表層温度が冷却され切らないうちに、すなわち、着火後所定の時間内にバイオマス燃料4を供給することが好ましい。 In the fuel supply device 50 (i.e., the fuel supply process), the biomass fuel 4 supplied onto the sintering raw material layer 2 needs to spontaneously burn due to the sensible heat of the ignited sintering raw material layer. To achieve this, it is preferable to supply the biomass fuel 4 onto the sintering raw material layer 2 when the temperature of the surface of the ignited sintering raw material layer 2 is 400°C or higher. To achieve this, it is preferable to supply the biomass fuel 4 before the surface temperature of the ignited sintering raw material layer 2 has completely cooled, that is, within a predetermined time after ignition.
具体的には、点火炉40による焼結原料層2の表層部の着火完了直後から、60秒以内にバイオマス燃料4を焼結原料層2上に供給することが好ましい。
バイオマス燃料4の供給タイミングの上限は、30秒以内が好ましく、10秒以内がより好ましい。
ただし、焼結原料層2上に供給されたバイオマス燃料4に対する点火炉40の火炎の接触を防ぐ観点から、バイオマス燃料4の供給タイミングの下限は、点火炉40による焼結原料層2の表層部の着火完了直後から、1秒以降が好ましい。
Specifically, it is preferable to supply the biomass fuel 4 onto the sintering raw material layer 2 within 60 seconds immediately after the completion of ignition of the surface portion of the sintering raw material layer 2 by the ignition furnace 40.
The upper limit of the timing for supplying the biomass fuel 4 is preferably within 30 seconds, and more preferably within 10 seconds.
However, from the viewpoint of preventing contact of the flame of the ignition furnace 40 with the biomass fuel 4 supplied onto the sintering raw material layer 2, the lower limit of the timing of supplying the biomass fuel 4 is preferably 1 second or more immediately after the completion of ignition of the surface portion of the sintering raw material layer 2 by the ignition furnace 40.
なお、バイオマス燃料4の供給位置は、点火炉40による焼結原料層2の表層部の着火完了直後の位置から、3.0m以内が好ましく、1.5m以内がより好ましく、0.5m以内がさらに好ましい。ただし、バイオマス燃料4の供給位置の下限は、0.1m以降である。 The supply position of the biomass fuel 4 is preferably within 3.0 m, more preferably within 1.5 m, and even more preferably within 0.5 m from the position immediately after the completion of ignition of the surface layer of the sintering raw material layer 2 by the ignition furnace 40. However, the lower limit of the supply position of the biomass fuel 4 is 0.1 m or more.
なお、「点火炉40による焼結原料層2の表層部が着火完了直後」とは、点火炉40の排鉱側の端線と鉛直方向とのなす平面から、焼結原料層2の表面が離脱した時点を示す。 Note that "immediately after the surface portion of the sintered raw material layer 2 is ignited by the ignition furnace 40" refers to the point in time when the surface of the sintered raw material layer 2 separates from the plane formed by the edge line of the discharge side of the ignition furnace 40 and the vertical direction.
(防火装置)
防火装置60は、焼結原料層2上に供給されたバイオマス燃料4に対する点火炉40の火炎の接触を防ぐ装置である。
防火装置60は、点火炉40と燃料供給装置50(具体的には、例えば、バイオマス燃料4を焼結原料層2上に供給する個所)との間に設けられた防火壁61(例えば、金属板、断熱材等の防火壁)を有している。
(Fire prevention devices)
The fire prevention device 60 is a device that prevents the flame of the ignition furnace 40 from coming into contact with the biomass fuel 4 supplied onto the sintering raw material layer 2.
The fire prevention device 60 has a fire wall 61 (e.g., a fire wall made of a metal plate, insulating material, etc.) provided between the ignition furnace 40 and the fuel supply device 50 (specifically, for example, the point where the biomass fuel 4 is supplied onto the sintering raw material layer 2).
ここで、点火炉40の火炎により、焼結原料層2上に供給された後のバイオマス燃料4が燃焼するだけであれば、特段の問題は生じない。しかしながら、点火炉40の火炎がバイオマス燃料4の発火を引き起こす状況においては、供給前のバイオマス燃料4も燃焼する恐れがある
そのため、防火装置60により、焼結原料層2上に供給されたバイオマス燃料4が、点火炉40の火炎によって燃焼することを抑制することでプロセスの安全性が向上する。
Here, if the biomass fuel 4 after being supplied onto the sintering raw material layer 2 is only burned by the flame of the ignition furnace 40, no particular problem will occur. However, in a situation in which the flame of the ignition furnace 40 causes the biomass fuel 4 to ignite, there is a risk that the biomass fuel 4 before being supplied will also burn. Therefore, the fire prevention device 60 prevents the biomass fuel 4 supplied onto the sintering raw material layer 2 from being burned by the flame of the ignition furnace 40, thereby improving the safety of the process.
(粉砕整粒装置)
粉砕整粒装置70は、例えば、一次粉砕機71と、冷却機72と、一次篩73と、二次粉砕機74と、二次篩75と、三次篩76と、を有している。
一次粉砕機71は、焼結原料層2の燃料により得られた焼結層3を粗粉砕する粉砕機である。
冷却機72は、一次粉砕機71で粗破砕した焼結鉱を冷却する冷却機である。
一次篩73は、冷却機72で冷却された焼結鉱を整粒する篩である。
二次粉砕機74は、一次篩73で残った焼結鉱を粉砕する粉砕機である。
二次篩75は、一次篩73で整粒された焼結鉱、および二次粉砕機74で粉砕された焼結鉱を整粒する篩である。
三次篩76は、二次篩75で整粒された焼結鉱を整粒する篩である。
(Crushing and sizing equipment)
The crushing and sieving device 70 has, for example, a primary crusher 71, a cooler 72, a primary sieve 73, a secondary crusher 74, a secondary sieve 75, and a tertiary sieve 76.
The primary crusher 71 is a crusher that roughly crushes the sintered layer 3 obtained by using the fuel of the sintering raw material layer 2 .
The cooler 72 is a cooler that cools the sintered ore roughly crushed by the primary crusher 71 .
The primary sieve 73 is a sieve for granulating the sintered ore cooled in the cooler 72 .
The secondary crusher 74 is a crusher that crushes the sintered ore remaining on the primary sieve 73 .
The secondary sieve 75 is a sieve for granulating the sintered ore granulated by the primary sieve 73 and the sintered ore pulverized by the secondary pulverizer 74 .
The tertiary sieve 76 is a sieve that sieves the sintered ore sized by the secondary sieve 75 .
そして、粉砕整粒装置により、破砕整粒処理を経てた、約5mm以上の塊成化物は成品焼結鉱として高炉へ供給される。一方、約5mm未満の焼結鉱は返鉱として焼結原料に配合される。 Then, the agglomerates of about 5 mm or more that have been crushed and sized by the crushing and sizing device are supplied to the blast furnace as finished sintered ore. On the other hand, sintered ore less than about 5 mm is mixed into the sintering raw material as return ore.
(排ガス装置)
排ガス装置80は、例えば、各焼結パレット11下に設置された風箱81と、風箱81に連通管82を介して連結された主排ガス管83と、主排ガス管83の排ガス側に設けられた、電気集塵機84、排風機85および煙突86と、を有している。
(Exhaust gas equipment)
The exhaust gas device 80 includes, for example, a wind box 81 installed under each sintering pallet 11, a main exhaust gas pipe 83 connected to the wind box 81 via a connecting pipe 82, and an electric dust collector 84, an exhaust fan 85, and a chimney 86 provided on the exhaust gas side of the main exhaust gas pipe 83.
排ガス装置80では、排風機85により、風箱81内を負圧とし、焼結原料層2の上方から下方へ空気を吸引し、焼結原料層2内部に空気を供給すると共に、焼結原料層2の燃料により発生する燃焼ガスを吸引する。そして、連通管82、および主排ガス管83を通じて吸引される燃焼ガスは、電気集塵機84により燃焼ガス中のダストが集塵された後、煙突86から排気される。 In the exhaust gas device 80, the exhaust fan 85 creates negative pressure in the wind box 81, sucking air from above to below the sintering raw material layer 2, supplying air to the inside of the sintering raw material layer 2 and sucking in the combustion gas generated by the fuel in the sintering raw material layer 2. The combustion gas sucked in through the connecting pipe 82 and the main exhaust gas pipe 83 is exhausted from the chimney 86 after the dust in the combustion gas is collected by the electric dust collector 84.
以上説明した、本発明の焼結機101及びその操業方法では、燃料供給装置50により、着火後の焼結原料層2上にバイオマス燃料4の層(不図示)を形成し、着火された焼結原料層2の顕熱により、自発的に燃焼させることで、焼結原料層2の上層の燃焼効率が上がり、焼結層3の上層での焼結鉱の品質が高まる。 In the sintering machine 101 and its operating method of the present invention described above, a layer of biomass fuel 4 (not shown) is formed on the sintering raw material layer 2 after ignition by the fuel supply device 50, and the biomass fuel 4 is spontaneously burned by the sensible heat of the ignited sintering raw material layer 2, thereby increasing the combustion efficiency of the upper layer of the sintering raw material layer 2 and improving the quality of the sintered ore in the upper layer of the sintering layer 3.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
表1に示す配合割合の原料混合物に、水分量7.3%となるように水を添加し、60秒混合後、造粒器で240秒造粒して焼結原料を準備した。
ただし、実施例4~6では、コークスを減配した焼結原料を準備した。コークス減配量は、投入する「おがくず」と焼結原料とを含めた全体の熱量(カロリー)が比較例1(つまり、焼結原料自体の熱量)と同じとなるようにした。
ここで、おがくずの燃焼熱は、15MJ/kgと仮定した。実施例6において、造粒した原料中のコークス量は、比較例1の場合のおよそ半分となった。ただし、焼結原料の表面に投入したバイオマス燃料と、焼結原料中のコークスとの比率は、焼結層の厚みによって変化するため、実施例6と同量のバイオマス燃料を単位面積あたりに利用した場合においても、原配されるコークスの割合は、層厚に応じて上記から変化する。
なお、コークスの化学組成は表2に示す通りである。
Water was added to the raw material mixture having the composition shown in Table 1 so that the moisture content was 7.3%, and after mixing for 60 seconds, the mixture was granulated in a granulator for 240 seconds to prepare a sintering raw material.
However, in Examples 4 to 6, the sintering raw materials were prepared with a reduced amount of coke. The amount of coke was reduced so that the total calorific value (calories) of the sintering raw materials including the "sawdust" and the sintering raw materials was the same as that of Comparative Example 1 (i.e., the calorific value of the sintering raw materials themselves).
Here, the combustion heat of sawdust was assumed to be 15 MJ/kg. In Example 6, the amount of coke in the granulated raw material was approximately half that in Comparative Example 1. However, since the ratio of the biomass fuel charged on the surface of the sintering raw material to the coke in the sintering raw material varies depending on the thickness of the sintering layer, even when the same amount of biomass fuel as in Example 6 is used per unit area, the ratio of the coke charged varies from the above depending on the layer thickness.
The chemical composition of the coke is shown in Table 2.
次に、試験装置を準備した(図2参照)。
図2に示すように、試験装置200は、円筒状の鍋202(内径284mm、外径19の円筒状体)の、焼結原料201を収容する収容部202Aの底に、厚み9mmのグレート(下網)204に取り付けた。また、鍋202の収容部202Aの内面に、厚み10mm程度の断熱材(グラスウール)206を固定した。
次に、鍋202の収容部202A内でアルミナ管208(トリオセラミックス,PTO series、内径1.2mm、外径1.8mm、長さ440mm)を糸で垂直に保持した状態で、鍋202の収容部202Aのグレート(下網)上に厚さ20mm程度で床敷鉱(返鉱)201Aを敷いた。その後、鍋202の収容部202Aに焼結原料201を投入した。投入した焼結原料201(以下、焼結原料層201)の厚さは、およそ280mmとした。
次に、熱電対210(高温耐性シースのK熱電対、岡崎製作所、HOSKINS2300 series,外径:1.0mm,シース長:460mm)を、鍋の底方向からアルミナ管に挿入した。
一方、円筒状の鍋202の収容部202Aの下方に、熱電対210を上下方向に動かす電動スライダー220(オリエンタルモーター製, EAS series)を配置した。そして、熱電対210のスリーブを電動スライダー220のステージに固定した。
Next, a test apparatus was prepared (see FIG. 2).
As shown in Fig. 2, the test device 200 was attached to a 9 mm thick grate (lower mesh) 204 at the bottom of a container 202A of a cylindrical pot 202 (a cylindrical body with an inner diameter of 284 mm and an outer diameter of 19 mm) that contains a sintering raw material 201. Also, a heat insulating material (glass wool) 206 with a thickness of about 10 mm was fixed to the inner surface of the container 202A of the pot 202.
Next, in a state where an alumina tube 208 (Trio Ceramics, PTO series, inner diameter 1.2 mm, outer diameter 1.8 mm, length 440 mm) was held vertically with a thread in the storage section 202A of the pot 202, bedding ore (return ore) 201A was laid on the grate (lower net) of the storage section 202A of the pot 202 to a thickness of about 20 mm. After that, the sintering raw material 201 was charged into the storage section 202A of the pot 202. The thickness of the charged sintering raw material 201 (hereinafter, sintering raw material layer 201) was about 280 mm.
Next, a thermocouple 210 (a high temperature resistant sheathed K thermocouple, Okazaki Seisakusho, HOSKINS2300 series, outer diameter: 1.0 mm, sheath length: 460 mm) was inserted into the alumina tube from the bottom of the pot.
Meanwhile, an electric slider 220 (EAS series, manufactured by Oriental Motor Co., Ltd.) for vertically moving the thermocouple 210 was disposed below the container 202A of the cylindrical pan 202. The sleeve of the thermocouple 210 was then fixed to the stage of the electric slider 220.
以上のようにして、試験装置200を準備した。 In this manner, the test device 200 was prepared.
試験装置200を使用し、次の試験を実施した。なお、試験条件は表3に示す通りとした。
まず、鍋202の焼結原料層201の上方から下方に抜けるように、空気を2.0m3/minフローさせた。
次に、鍋202の焼結原料層201の表層を、円筒バーナーで着火した。円筒バーナーには、プロパンガス(LPG) 75L/minと空気2300L/minを供給した。
次に、焼結原料層201の表層の着火完了後、一部の試験条件において、バイオ燃料として「おがくず」を、焼結原料層表面を覆うように投入した。ただし、おがくずの層厚が50mm以上にならないように、おがくずの投入スピードを調節した。
The following tests were carried out using the test device 200. The test conditions are shown in Table 3.
First, air was made to flow from the top to the bottom of the sintering raw material layer 201 in the pot 202 at 2.0 m3/min.
Next, the surface of the sintering material layer 201 in the pot 202 was ignited by a cylindrical burner. 75 L/min of propane gas (LPG) and 2,300 L/min of air were supplied to the cylindrical burner.
Next, after the surface of the sintering raw material layer 201 was ignited, sawdust was poured in as a biofuel under some test conditions to cover the surface of the sintering raw material layer. However, the sawdust pouring speed was adjusted so that the thickness of the sawdust layer did not exceed 50 mm.
一方、焼結原料層201の表層の着火開始から、電動スライダー220の動作によって熱電対210をアルミナ管208内で上下方向に移動させた。電動スライダー220の動作速度(走査速度)は、上方向に3mm/min、下方向に5mm/minとし、0.1s毎にデータロガーで温度を記録した。 Meanwhile, from the start of ignition of the surface layer of the sintering raw material layer 201, the thermocouple 210 was moved up and down within the alumina tube 208 by the operation of the electric slider 220. The operating speed (scanning speed) of the electric slider 220 was 3 mm/min in the upward direction and 5 mm/min in the downward direction, and the temperature was recorded every 0.1 s by a data logger.
そして、焼結原料層201の表層の着火開始から焼結反応完了まで温度測定を実施し、取得したデータをMATLABで解析した。それにより、焼結原料層201の表層の着火開始から、焼結原料層201の上層の1100℃以上の温度を保持した高温保持時間(s)の平均値を調べた。
なお、温度測定は、文献(K Taira, M Matsumura, ISIJ International 58 (5), 808-814)に倣って実施した。
Then, the temperature was measured from the start of ignition of the surface layer of the sintering raw material layer 201 to the completion of the sintering reaction, and the acquired data was analyzed by MATLAB. As a result, the average value of the high-temperature holding time (s) during which the temperature of the upper layer of the sintering raw material layer 201 was held at 1100°C or higher from the start of ignition of the surface layer of the sintering raw material layer 201 was examined.
The temperature measurements were carried out according to the literature (K Taira, M Matsumura, ISIJ International 58 (5), 808-814).
また、焼結原料層201の表層の着火開始から焼結反応完了まで、排ガス中のO2,CO2,CO,NOの濃度をガス分析計(島津製作所製、CLM-108、URA-208)で分析した。 In addition, the concentrations of O2, CO2, CO, and NO in the exhaust gas were analyzed using a gas analyzer (Shimadzu Corporation, CLM-108, URA-208) from the start of ignition of the surface layer of the sintering raw material layer 201 to the completion of the sintering reaction.
焼結反応が完了した焼結層を上下二つにほぼ二等分し、それぞれシャッター試験にかけて篩分けし、5mm以上の留分の比率を、歩留として評価した。 The sintered layer, after the sintering reaction was completed, was divided into two approximately equal halves, top and bottom, and each was subjected to a shutter test and sieved, and the proportion of fractions 5 mm or larger was evaluated as the yield.
各試験の結果を表3にあわせて示した。実施例1~7においては、投入したバイオマス燃料の単位面積当たりの燃焼熱もあわせて示した。上記結果から、本実施例は、比較例に比べ、焼結層の上層の歩留が改善していることがわかる。
また、図3~図5に、比較例1~2、および実施例1における、焼結反応中の排ガス組成変化を示す、表1と共に、図3~図5から、上記結果から、本実施例は、比較例に比べ、NOx排出量が削減されていることがわかる。そして、本実施例は、焼結層の上層の歩留改善にあたり、バイオマス燃料として、おがくずを使用しているため、CO2削減も実現していることもわかる。
The results of each test are shown in Table 3. The combustion heat per unit area of the input biomass fuel is also shown in Examples 1 to 7. From the above results, it can be seen that the yield of the upper layer of the sintered layer is improved in this Example compared to the Comparative Example.
3 to 5 show the change in exhaust gas composition during the sintering reaction in Comparative Examples 1 and 2 and Example 1. From the above results, it can be seen from Fig. 3 to Fig. 5 together with Table 1 that this Example has reduced NOx emissions compared to the Comparative Examples. And, it can also be seen that this Example uses sawdust as a biomass fuel to improve the yield of the upper layer of the sintered layer, thereby realizing a reduction in CO2 emissions.
ここで、焼結原料層の表層の着火開始から、焼結原料層の上層が1100℃以上の保持した保持時間(s)に関しては、バイオマス燃料を焼結原料層の表面に投入することで、特に焼結原料層の上層部の高温保持時間が延長されたことが分かる。また、コークスの減配がない場合(実施例1~3)とある場合(実施例4~6)の双方において、おがくずの供給量が多いほど、焼結原料層の上層の高温保持時間が延長されていることが分かる。 Here, regarding the holding time (s) from the start of ignition of the surface layer of the sintering raw material layer to the holding time of the upper layer of the sintering raw material layer at 1100°C or higher, it can be seen that by adding biomass fuel to the surface of the sintering raw material layer, the high temperature holding time of the upper layer of the sintering raw material layer in particular was extended. Also, it can be seen that the higher the amount of sawdust supplied, the longer the high temperature holding time of the upper layer of the sintering raw material layer, both in the cases where there is no reduction in the coke ratio (Examples 1 to 3) and where there is (Examples 4 to 6).
続いて、NOxの発生量に着目すると、コークスの減配がない場合(実施例1~3)とコークスの減配がある場合(実施例4~6)の双方において、おがくずの供給量が多いほど、排ガス中のNOx濃度が低下していることが分かる。一方で、実施例1と実施例7とを比較すると、バーナー着火からバイオマス燃料投入までの待ち時間が長い実施例7では、待ち時間が短い実施例1よりもNOx濃度が高く、焼結原料層の上層の高温保持時間も短いことが分かる。 Next, focusing on the amount of NOx generated, it can be seen that in both cases where there is no reduction in the amount of coke (Examples 1 to 3) and where there is a reduction in the amount of coke (Examples 4 to 6), the greater the amount of sawdust supplied, the lower the NOx concentration in the exhaust gas. On the other hand, comparing Example 1 with Example 7, where the waiting time from burner ignition to biomass fuel input is long, the NOx concentration is higher than in Example 1, where the waiting time is short, and the high temperature retention time for the upper layer of the sintering raw material layer is also shorter.
本実施例では、焼結原料層の厚みが280mmの条件にて試験を実施している。実施例4~6では、バイオマス燃料の燃焼熱の分だけコークスの減配を実施しているが、その際の減配比率は、実施例4で12.5%程度、実施例5で25%程度、実施例6で50%程度である。実際の焼結機では、焼結層の層厚はおよそ2倍の600mm程度とされることが多い。したがって、実施例と同じ比率でコークスの減配が可能であると仮定すると、実施例で示した量の2倍程度のバイオマス燃料を加えることが可能と考えられる。すなわち、実施例6で示した186MJ/m2の2倍量である372MJ/m2まで増加させることが可能と推定される。一方で、十分な量のバイオマス燃料が入手できなかった場合においては、実施例1~6に示した量よりもバイオマス燃料の使用量を減らすことも必要になると考えられる。実施例1や4に示した通り、46.5MJ/m2においても十分な効果が発揮されていることから、その半分の23.3MJ/m2においても十分効果が発揮されると推定される。 In this embodiment, the test is carried out under the condition that the thickness of the sintering raw material layer is 280 mm. In the embodiments 4 to 6, the coke is reduced by the amount of the combustion heat of the biomass fuel, and the reduction ratio is about 12.5% in the embodiment 4, about 25% in the embodiment 5, and about 50% in the embodiment 6. In an actual sintering machine, the thickness of the sintered layer is often about twice as thick as that of the embodiment, that is, about 600 mm. Therefore, if it is assumed that the coke can be reduced at the same ratio as in the embodiment, it is considered possible to add about twice the amount of biomass fuel shown in the embodiment. That is, it is estimated that it is possible to increase the amount of biomass fuel to 372 MJ/m 2 , which is twice the amount of 186 MJ/m 2 shown in the embodiment 6. On the other hand, if a sufficient amount of biomass fuel is not available, it is considered necessary to reduce the amount of biomass fuel used from the amount shown in the embodiments 1 to 6. As shown in Examples 1 and 4, a sufficient effect is exhibited even at 46.5 MJ/ m2 , so it is estimated that a sufficient effect is also exhibited at half that amount, 23.3 MJ/ m2 .
1 焼結原料
2 焼結原料層
3 焼結層
4 バイオマス燃料
5 燃料供給装置
10 焼結パレット群
11 焼結パレット
20 床敷供給装置
21 床敷ホッパー
30 原料供給装置
31 サージホッパー
32 フィーダー
40 点火炉
41 炉本体
42 バーナー
50 燃料供給装置
51 サージホッパー
52 フィーダー
60 防火装置
61 防火壁
70 粉砕整粒装置
71 一次粉砕機
72 冷却機
73 一次篩
74 二次粉砕機
75 二次篩
76 三次篩
80 排ガス装置
81 風箱
82 連通管
83 主排ガス管
84 電気集塵機
85 排風機
86 煙突
1 Sintering raw material 2 Sintering raw material layer 3 Sintering layer 4 Biomass fuel 5 Fuel supply device 10 Sintering pallet group 11 Sintering pallet 20 Flooring supply device 21 Flooring hopper 30 Raw material supply device 31 Surge hopper 32 Feeder 40 Ignition furnace 41 Furnace body 42 Burner 50 Fuel supply device 51 Surge hopper 52 Feeder 60 Fire prevention device 61 Fire wall 70 Grinding and sizing device 71 Primary grinder 72 Cooler 73 Primary sieve 74 Secondary grinder 75 Secondary sieve 76 Tertiary sieve 80 Exhaust gas device 81 Wind box 82 Connecting pipe 83 Main exhaust gas pipe 84 Electric dust collector 85 Exhaust fan 86 Chimney
Claims (9)
前記焼結パレット内へ、焼結原料を供給する原料供給装置と、
前記焼結パレット内に供給された前記焼結原料の層の表層部を、火炎により着火する点火炉と、
前記点火炉よりも排鉱側に設けられ、バイオマス燃料を、前記着火された焼結原料層の表層部の顕熱により自発的に燃焼させるために前記焼結原料の層上に供給する燃料供給装置と、
を備える焼結機。 A sintering pallet group in which a plurality of sintering pallets are connected together;
A raw material supplying device for supplying raw material for sintering into the sintering pallet;
an ignition furnace that ignites a surface portion of the layer of the sintering raw material supplied into the sintering pallet with a flame;
A fuel supply device is provided on the discharge side of the ignition furnace and supplies biomass fuel onto the layer of sintering raw material to spontaneously combust the biomass fuel by sensible heat of the surface layer of the ignited sintering raw material layer;
A sintering machine comprising:
前記焼結パレット内に供給された前記焼結原料の層の表層部を、点火炉の火炎により着火する工程と、
前記点火炉よりも排鉱側で、バイオマス燃料を、前記着火された焼結原料層の表層部の顕熱により自発的に燃焼させるために前記焼結原料の層上に供給する燃料供給工程と、
を有する、焼結機の操業方法。 a raw material supplying step of supplying a sintering raw material into a sintering pallet in a sintering pallet group in which a plurality of sintering pallets are connected to each other;
Ignite the surface layer of the layer of the sintering raw material supplied into the sintering pallet with a flame of an ignition furnace;
A fuel supplying step of supplying biomass fuel onto the layer of sintering raw material on the discharge side of the ignition furnace so that the biomass fuel is spontaneously combusted by the sensible heat of the surface layer of the ignited sintering raw material layer;
The method for operating a sintering machine comprises the steps of:
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003293046A (en) | 2002-04-05 | 2003-10-15 | Nippon Steel Corp | Sintering operation method using sewage sludge |
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|---|---|---|---|---|
| JP2003293046A (en) | 2002-04-05 | 2003-10-15 | Nippon Steel Corp | Sintering operation method using sewage sludge |
| JP2009228133A (en) | 2008-02-27 | 2009-10-08 | Nippon Steel Corp | Method for producing sintered ore, and sintering machine |
| JP2011225903A (en) | 2010-04-15 | 2011-11-10 | Hyuga Seirensho:Kk | Ferronickel smelting method using wood pellets |
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