JPH03170623A - 焼結鉱の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、焼結鉱の製造に際し、石灰石を生石灰に焼
威しながら行う焼結絋の製造方法に関する． （従来の技術） 焼結絋の製造において、石灰石５に替えて生石灰を副原
料として使用すると、焼結鉱の生産性および品質の向上
、さらには排ガス中のＮＯＸ発生量の抑制に有利である
ことが知られている．しかし、生石灰は石灰石をロータ
リーキルン等により８００℃以上の高温度に加熱して製
造するため石灰石よりも価格が高い．また、生石灰は湿
分を吸収して発熱するのでその取扱いに危険をともなう
等の問題がある． このような問題に対処する方法として、焼結配合原料を
パレットに装入するに際し、石灰石を焼結配合原料層中
にこれと混合しないように層状に装入し、焼結の焼戊熱
により生石灰化する方法が提案されている（特開昭５２
−７１３０６号）．しかし、この方法の場合、焼結ベッ
ドの通気抵抗が大きく、また、生石灰化は下記の反応式
ＣａＣＯｓ　−＊　ＣａＯ＋ＣＯｇ−４２．５ｋｃａｌ
／ｍｏｌで示される吸熱反応であるが、この熱を焼結の
焼戒熱だけで補填するとすれば、生石灰化可能な石灰石
の層厚は１０ｗｖ程度に制躍される．本発明者らは、上
記の問題に対して、焼結配合原料をパレットに装入する
に際し予め燃料を添加混合した石灰石を配合原料と混合
しないように層高方向に層状に装入し、点火焼結する方
法を先に提案した（特開昭５８−３１０４１号公報）．
この方法によれば、石灰石を生石灰化するために必要な
熱量は石灰石に添加混合した燃料により十分確保される
ので、石灰石の層厚は前記のように制限されることがな
く、生石灰化率の高い生石灰を得ることができる． （発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前記従来の方法では、焼或過程において
石灰石層と焼結配合原料層との間で相互溶着反応が起こ
り、焼或完了後のジンターケーキに生石灰が付着するこ
とが認められた．そのため、このシンタ一ケーキへの生
石灰の付着によってジンターケーキを破砕して得られる
成品焼結絋中のＣａＯ含有量が変動し、その結果焼結鉱
を使川する高炉の操業悪化につながるという問題があっ
た．さらに、この方法では粉石灰石を使用しているため
焼戒ベッド上での通気性が悪化し、焼結鉱の生産性を改
善することができない． 本発明は、石灰石を生石灰に焼威しながら焼結鉱を製造
するに際し、焼結絋中のＣａＯ含有量の変動が少なく、
かつ生産性の高い焼結方法を提供することを目的とする
． （課題を解決するための手段） 本発明者は、上記の燃料を予め添加混合して石灰石を層
状に装入する方法において、焼結過程における石灰石層
と焼結配合原料層との相互溶着を防止し、威品焼結絋の
ＣａＯ含有量の変動を減少させる方法ならびに焼結ベッ
ド上での通気性悪化を防止する方法について検討し、本
発明を完威した．すなわち、本発明は「焼結ベッドを層
高方向に下から床敷鉱層、焼結配合原料層および粒径２
〜１２ｍｓの石灰石に粒径５一以下の固体燃料を６ｗ【
．％以上添加混合した石灰石層となるように構成し、こ
の焼結ベッドの上層表面に着火し下方吸引して焼結する
ことを特徴とする焼結絋製造方法」を要旨とする． 前記の粒径２〜１２一一の石灰石とは、篩目１　２ｍｍ
の篩を通過し篩目２■の篩を通過せず残るものをいい、
粒径５Ｉｌｍｌ以下の固体燃料とは篩目５ｍ■の篩を通
過するもの（ｉｉ下）をいう． この発明において、石灰石に予め添加する固体燃料は、
粉コークス、石炭、木炭等であるが、この固体燃料は石
灰石の生石灰化に必要な熱量を供給するためのもので、
有効カーボン量を３０ｗｔ，％以上含有する炭材が望ま
しい． 第１図は本発明方法を実施するための工程の一例を示す
ブロック図である．同図中、破線で囲んだ部分が本発明
方法を実施するために必要な設備である．同図において
、ｌは原料槽であって、ｌ−１は鉄鉱石、１−２は粉コ
ークス、１−３はスケール等の副原料、１−４は粉石灰
石、１−５は粒径２〜１２曽鴎の石灰石、１−６は粒径
５ａｍ以下の固体燃料である．２は原料槽ｌから所定割
合で供給される原料（１−１−１−４）を混合し、！Ｐ
Ｉ湿、造粒を行う事前処理装置、３は焼結機、４は破砕
機、５は篩、６は貯鉱槽である．また、７は石灰石１−
５と固体燃料１−６とを混合する混合機である． なお、図示していないが、本発明方法を実施するために
、焼結機３のパレットの進行方向に３つの切り出し装置
が設けられ、後述するように、パレット上に上層、中層
、下層の３層に原料を供給できるように構成されている
． （作用） 上記第１図に示した工程において、通常の焼結操業では
、事前処理装置２からの配合原料を焼結１１３に装入し
、点火炉で着火後吸気焼結を行って焼結する．焼結機３
で焼結された焼結鉱は破砕機４で破砕され、ｉｉ５で返
鉱と焼結絋に篩分けされて、篩上は焼結鉱として貯絋槽
６に、篩下は返絋として事前処理装１２へ送られる． これに対して本発明方法では、あらかじめ粒径２〜１２
ｍｍの石灰石１−５と粒径５問以下の固体燃料１−６と
を所定割合で混合機７に装入し、混合した後焼結機３の
パレット上に装入する．装入の仕方は、第２図に示した
ように、まず、床敷鉱を装入し（床敷絋層８）、その上
に事前処理装置２からの焼結配合原料を装入しく焼結配
合原料ＩＩ９）、さらにその上に混合機７からの固体燃
料を添加した石灰石を装入して、最上層に燃料混合石灰
石層（以下、固体燃料を混合した石灰石層を、単に「石
灰石層」という）１０を形成させる．そして表面部に着
火し、下方吸引焼結を行うのである．なお、パレット進
行方向に床敷絋、焼結配合原料、固体燃料を添加した石
灰石をそれぞれ切り出す３つの切り出し装置が設けられ
ており、これらの切り出し装置から順番に床敷絋および
原料を切り出すことによって上記の床敷鉱層８、焼結配
合原料層９および石灰石層１０を形威させることができ
る． 本発明方法にお．いて、上記のように石灰石層を焼結配
合原料層よりも上部に位置させる方法を採ったのは、も
し石灰石層を下部に位置させた場合、焼結過程で発生す
る焼結鉱融液が焼結鉱の下部に位置する生石灰の層に浸
透し、この融液がバインダーとなって生石灰の団塊を形
戒するからである．また、石灰石層中の石灰石の粒径を
２〜１２ｍｍとしたのは、前記従来の生石灰製造方法に
おける焼結ベッド上での通気性の悪化と、圧損の上昇の
主原因が石灰石層部にあることがわかったからである．
つまり、焼結配合原料層は焼成により焼結（融体移動）
して多くの大きな空隙を形威するのに対し、石灰石層は
焼威されてもほとんど大きな空隙を形威しない．さらに
、石灰石層の石灰石中に粒径が２ＩＩＩＩより小さい粉
が存在すると、たとえ石灰石層が配合原料層より上部に
位置していても焼結配合原料層で発生した融液が毛細管
現象により上昇し、前記と同様に生石灰の団塊が発生す
る．従って、石灰石の粒径の下限は２■−とした．一方
、石灰石の粒径が１２ｍｍを超えると生石灰化しにくく
なるので、粒径の上限は１２ｍｍとした．石灰石層の石
灰石に混合する固体燃料の配合率を６−ｔ９％以上とし
たのは、６ｗｔ．％より少ないと、上記の粒径範囲の石
灰石を使用した場合、生石灰化しにくいからである．ま
た、固体燃料の粒径が５ｓ一を超えると石灰石に混合し
た際の分散状態が悪くなり、焼成むらが発生するので、
固体燃料の粒径は５一■以下とした． また、石灰石層、焼結配合原料層、床敷鉱層の層高には
制限はないが、本発明方法は焼或生成物である生石灰お
よびシンターケーキを同時に戒品処理（冷却、破砕、分
級）し、篩下として発生する生石灰と返絋を新たに装入
する焼結配合原料に添加混合して使用するので、石灰石
層は焼結配合原料層の１／５以内とするのが焼結鉱成分
設計上望ましい． 上述のような方法を採ることにより、焼結機のパレット
上段に装入された固体燃料を混合した石灰石は焼結ベッ
ド上での通気性を悪化させたり、焼結融液がバインダー
となって生石灰の団塊を形威したりすることなく、焼威
により生石灰化する．そして後段の破砕工程で容易に崩
壊し、ｉｉ５を通過して返絋中に入り、事前処理装置２
に送られ生石灰として配合原料中に添加される． （実施例ｌ） 試験鍋を用い、グレート上に下から順に床敷絋層、焼結
配合原料層、石灰石層を形威させ、この充填層上面に着
火して焼結試験を行った．用いた試験鍋は第２図に示す
ような断面形状を有し、高さ６００ａｅｓ，内１！３０
０ｍ−の円筒状で、底部には間隔をおいた格子よりなる
グレートｌ１が設けられ、その下部に風箱ｌ２があり、
排風ｍ＜図示せず）により吸引するように構威されてい
る．使用した原料の配合割合と、固体燃料を添加した石
灰石の配合割合を第１表に示す． 第３図は、固体燃料として粉コークスおよび石炭（粉無
煙炭〉の２種類を選沢し、石灰石層中の固体燃料配合率
と生石灰化率および焼結ベッド内の通気性との関係を調
査した結果である．なお、この場合、石灰石層高は１８
０ｍ＋＊、焼結配合原料層高は４２０ｍｍ，床敷ｔＲ層
高は２０問とした．また、同図中の■〜■は石灰石の粒
径の違いで、■は篩目５ーの篩の篩下〈焼結原料用）、
■は篩目１２ｍｍの篩の篩上（生石灰製造キルン焼成用
）、■は２〜１２ｍｍ（本発明方法）、■は篩目１２ｍ
＋ｓの篩の篩下の石灰石をそれぞれ用いた場合である． 第３図の結果から、生石灰化率および焼結ベッドの通気
性は固体燃料の１１１類によって影響を受けないことが
わかる．また、■、■のように２Ｉｌｓ以下の粉石灰石
を含む場合には焼結ベッドの通気性が悪く、特に燃料配
合率が６ｗｔ、％を超えると著しい．一方、粒径ｌ２−
■以下の石灰石を使用した場合（■、■および■〉、固
体燃料配合率が６　ｗｔ．％を超えると非常に高い生石
灰化率を有するが、石灰石の粒径が１２ｍｍ＋以上の場
合（■）は燃料配合率を高めても生石灰化率は悪かった
． 以上の結果から、生石灰化率および焼結ベッドの通気性
を改善する上で石灰石の粒径は２〜１２ｖ＋＋、固体燃
料配合率は６　ｗｔ．％以上とする必要があることがわ
かる． （実施例２） 実施例１と同じ条件で、ただし、石灰石層中の石灰石の
粒径を２〜１２−、固体燃料配合率を９−Ｌ．％とし、
石灰石層高を３０〜１５０問の範囲で変更した場合の生
石灰化率および焼結ベッドの通気性への影響を調査した
．なお、固体燃料としては粒径５ｍｍ以下の粉コークス
を使用した． 結果を第４図に示す．同図から明らかなように、石灰石
層高を変更しても生石灰化率に変化はなく高い値を示し
た．また、石灰石層高の増加に伴い、焼結ベッド全体の
圧損は上昇するものの焼結ベッドの通気性には大きな変
化はなかった．（実施例３） 前記第１図に示した装置構戒を有する実機により焼結絋
の焼威試験を行った．焼結機のパレットサイズは、幅５
Ｇ００ｍｍ、長さｌ０００閣園、高さ５００問で、この
パレットに第５図（Ａ）〜（Ｄ）に示すように石灰石層
などを層状に装入し焼威を行った．第５図の（＾）は従
来法で、粒径５一一以下の石灰石を用い、石灰石層を中
段に焼結配合原料層を上段に配したケース、（Ｂ）と（
Ｃ）は参考例で、（Ｂ）は（Ａ）と同様の配置で、石灰
石層中の石灰石の粒径を２〜１２ｍ−としたケース、（
Ｃ）は粒径５ｍｍ以下の石灰石を用い、石灰石層を上段
に配したケース、（０）は本発明方法で、（Ｃ）と同様
の配置で石灰石層中の石灰石の粒径を２〜１２ｖｗとし
たケースである．なお、各ケースとも床敷層高は３５ｅ
ｕ＋，焼結配合原料層高は４００ｓ＋ｍ、石灰石層高は
６５一一とし、石灰石層中の固体燃料の配合率は８　ｗ
ｔ．％で粒径５ｍｓ＋以下の粉コークスを用いた． 焼成試験結果を第２表に示す．同表から、本発明方法（
Ｄ）では従来法（Ａ）に比較して成品焼結鉱のＣａＯＪ
分のばらつき（ｔｌ準偏差σ〉が大幅に減少し、焼結生
産性（パレット１１当たりの１日の焼結絋生産トン数で
表した）が向上していることがわかる． 一方、参考法（Ｂ）では焼結生産性は改善されているも
のの、成品焼結絋のＣａＯ含有量のばらつきは低減して
いない．また、参考法の（Ｃ）ではＣａＯ含有量のばら
つきは若干減少しているものの、焼結生産性は従来法（
Ａ）に比べ低下している．なお、焼結絋の品質（タンブ
ラー強度ＴＩ、還元粉化率１？ＤＩ）および排ガス中の
窒素酸化物（ＮＯκ）の濃度については、各ケースとも
良好で大きな相違はなかった．（発明の効果） 石灰石を生石灰に焼威しながら焼結鉱を製造するに際し
、本発明方法を適用することにより焼結鉱中のＣａＯ含
有量の変動を大幅に減少させ、かつ焼結生産性をｍ躍的
に向上させることができる．しかも、焼結絋の品質の低
下や排ガス中のＮＯｘｌ度の増大もなく、高炉操業の安
定化に寄与するところは極めて大きい．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための工程の一例を示す
ブロック図である． 第２図は焼結試験鍋の概略縦断面図である．第３図およ
び第４図は鍋試験の結果で、第３図は石灰石の生石灰化
率と焼結ベッドの通気性に及ぼす固体燃料の種類、配合
率および石灰石の粒度の影響を示した線図、第４図は同
じく石灰石層高の影響を示した線図である．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　焼結ベッドを層高方向に下から床敷鉱層、焼結配合原
   料層および粒径２〜１２ｍｍの石灰石に粒径５ｍｍ以下
   の固体燃料を６ｗｔ．％以上添加混合した石灰石層とな
   るように構成し、この焼結ベッドの上層表面に着火し下
   方吸引して焼結することを特徴とする焼結鉱の製造方法
   。