JPH03249137A - 焼結原料の装入方法 - 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） 本発明は、高炉装入原料として使用される焼結鉱を製造
する際に、所定の粒度偏析をもって焼結機のパレットに
焼結原料を装入する方法に関する。

（従来の技術） 粉鉱石等の製鉄原料から焼結を製造する方法においては
、約１０ｍｍ以下の鉄鉱石粉末に適度な粒度のコークス
及び必要に応じて石灰石粉末を混合し、この混合物を焼
結パレットに供給していた。

そして、供給された焼結原料中の表層部のコークスに点
火し、下方に向けて空気を吸引しながらコークスを燃焼
させ、このときに発生する燃焼熱によって粉鉱石を焼結
している。

このようにコークスの燃焼によって焼結反応が進行する
ことから、原料層の下部はど高温となり通気抵抗が増加
する。その結果、焼結反応が不均一に進行する。この欠
点を解消するために、従来から焼結原料の粒度が下層で
粗く上層で細かくなるように、且つコークス量も上層に
多くなるように装入する方法が種々提案されている。そ
の一つとして特開昭６１−２２３１３６号公報に示す整
流分散式の装入方法がある。

この方法は、ドラムフィダーから供給される焼結原料を
、シュートを介しバースクリーン上に落下衝突させて焼
結パレットの層の高さ方向に偏析させる。

この原理は、シュートから送られた被処理物である焼結
原料が、それぞれ傾斜角度が異なった棒状材で複数の山
型を構成した篩い面を有する装入装置上に落下する。こ
のとき順次粒径の小さいものから篩い面を通過し、パレ
ット上に原料層となって堆積する。従ってパレット上の
原料層は、各棒状材間の隙間の増加に対応して層の高さ
方向で、上層に細粒、下層に粗粒の粒度分布状態となり
、焼結性が均一化され生産性のよい焼結鉱を製造するこ
とが出来る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこの整流分散式の装入方法によるとき、各
棒状材の隙間平均値の設定距離によっては、装入され堆
積した原料層の崩れや原料の付着・目詰まりを起こす、
また棒状材の径と棒状材の隙間平均値の設定によっては
１分級能力の低下・付着・目詰まりの増加現象がおこる
このことで、層の高さ方向の粒度分布状態を均一に保て
ない。

本発明は、従来の整流分散式の装入方法の欠点を解消し
、所定の粒度偏析を保つとともに、目詰まり・分級能力
の低下を生じない装入方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、シュートの下位側に設けたバースクリーンの
隙間を介して焼結原料を分級しながら焼結機のパレット
に装入する方法において、バスクリーンを形成する棒状
材の直径を７ｍｍから１５ｍｍとし、該バースクリーン
の隙間平均値を７ｍｍから３０ｍｍとして設置し、バー
スクリーンに原料を送給するシュートの角度を４５°か
ら５５°にするとともに、前記バースクリーンの角度を
４０°から５０°とし、前記シュートから投下した焼結
原料をバースクリーンにて分級し、これをパレットに装
入して所定の粒度偏析を保つ原料層を形成することを特
徴とする焼結原料の装入方法である。

（作　用） 以下作用とともに、本発明を詳述する。

発明者等の調査によれば、通常装入装置における焼結原
料の疑似粒度は、第１図に示すように８割が１ｍｍ以上
で、平均疑似粒度が３．３ｍｍであり、この様な粒子を
前記バースクリーンで篩い、焼結原料層高さ方向での粒
度偏析をつけ、装入原料の通気改善を図る方法として次
のような知見を得た。

前述の如くパレット上に堆積した原料層は、上層に細粒
が下層に粗粒が存在するような、粒度偏析が望ましい、
この粒度偏析は、バースクリーンでの分級作用、及びパ
レット上に堆積した原料層の斜面上を粒子が転がり落ち
る時の浸透作用によって発生することが判った。この浸
透作用による偏析効果を向上させるには、落下してきた
粒子が斜面に衝突する時の衝突角度と、斜面を転がる速
度（転がり速度）、及び斜面の単位面積当たりに落下す
る量を最適化する必要がある。

発明者らの調査によれば、この最適範囲が棒状材間の隙
間、棒状材の径、シュート角度、バースクリーン角度、
の最適組合せによって得られる事が判った。

さらに詳しく説明すると、パレット上の原料層斜面の角
度は３０°から４０°であり、斜面に衝突する粒子の衝
突角度が斜面に対して＋５°〜２０°が良く、これより
大きくなると斜面が崩れ粒度偏析度は小さくなる。これ
以外にも斜面が崩れる要因として粒子の転がり速度、及
び単位面積当たりの落下量がある。

これを最適化し粒度偏析を向上させるには、転がり速度
は大きく、また単位面積当たりの落下量は少なくする必
要がある。転がり速度は、シュド角度・バースクリーン
角度で決まり、バースクリーンでの分級効率を悪化させ
ないで転がり速度を速くするためには、バースクリーン
の角度をシュート角度よりＯから１０”小さくし、また
単位面積当たりの落下量を少なくするためには、棒状材
間の隙間を７ｍｍから３０ｍｍに、棒状材径を７ｍｍか
ら１５Ｉｌｌ１１１に各々設定すれば粒度偏析度を大き
くする事が出来る。

しかし前記バースクリーン角度、シュート角度の状態で
棒状材間隙間を７ｍｍ未満にした場合には、はとんどの
原料がバースクリーン先端で落下し、また３０ｍｍ以上
の場合はバースクリーンの手前で落下する事になり、い
ずれも単位面積当たりの落下量は増加し、また逆に棒状
材間の隙間を７ｍｍから３０ｍｍ・棒状材径を７ｍｍか
ら１５ｍｍにした状態でシュート角度を５５°より大き
くした場合は、バースクリーンの手前にて原料の落下量
は多くなり、いずれも粒度偏析度は小さくなる。

以上のように、パレット原料層斜面への粒子の衝突速度
、単位面積当たりの落下量、転がり速度を最適化する上
で、棒状材間の隙間、棒状材径。

バースクリーン角度、シュート角度には密接な関係があ
り、これを最適化することで相乗効果が得られ、整粒分
数式の装入装置での最大限の粒度偏析状態が得られ、成
品歩留り、生産性、焼結性等に良好な結果が得られる。

以下前記したバースクリーンを構成する棒状材間の隙間
平均値、棒状材の径、シュートとバースクリーンの設置
角度について述べる。

先ず棒状材間の隙間平均値を５ｍｍに設定した場合には
、隙間が小さいので棒状材の隙間に焼結原料が目詰まり
をおこし粒度偏析の悪化につながる。しかし、棒状材間
の隙間平均値を７ｍｍ以上３０闘以内にすると、この詰
まりは解消されバー手前で細粒が篩われバー先端で粗粒
が篩われることが判明した。また棒状材間の隙間平均値
を大きくして３３１Ｔ１ｍ以上にすると、殆どの原料が
バー手前で篩われて全く効果がない。

この理由についてさらに詳しく述べると、この棒状材間
の隙間が７１未満であった場合には、全原料の１割を占
める７ｍｍ以上の粒子が棒状材間の隙間を閉塞させ、粒
子の篩い現象を妨げる。また棒状材間の隙間が３０ｍｍ
以上の場合には、原料粒径に対し隙間が広いために殆ど
の原料が棒状材に衝突することなく、シュート出口でパ
レット上に落下する。従って棒状材間の隙間平均値を７
ｍｍ以上３０ｍｍ以内で設定した場合が、バー手前から
先端にかけて順序よく細粒から粗粒と篩われて偏析が良
くなる。

この偏析作用を説明すると、シュート出口での原料粒子
の状態は、表層に粗粒、下層に細粒が偏析した状態で流
れている１粒子がこのような状態でバースクリーンに衝
突した場合には、バースクリーンの手前で下層を流れて
いた細粒が篩い落とされ、次にバースクリーン中間にて
中間粒子が篩い落とされ、最後にバースクリーン先端に
て粗粒が篩い落とされる。この結果、パレット上では原
料層の堆積状態は上層から下層に行くに従って小さい粒
子から大きい粒子に偏析されて積層される０以上の様な
知見から、棒状材間の隙間平均値は、７ｍｍから３０ｍ
ｍが最も偏析状態が良いことになる。

そこで棒状材間の隙間平均値を、７ｍｍから３０ｍｍに
設定した場合の粒子の偏析度合いを見てその効果を確認
した０粒子の偏析度合は、下層平均粒度と上層平均粒度
との差を粒度偏析度（粒度偏析度＝下層平均粒度−上層
平均粒度）として用いた。

第２図は各棒状材間の隙間平均値と粒度偏析度との関係
を示した図面である。この場合の棒状材径は１７ｍｍ、
シュート角度５７°、バースクリーン角度５３°である
。この図面で明らかなように、各棒状材間の隙間平均値
が７ｍｍ未満では、粒度偏析度が極端に低下する。また
各棒状材間の隙間平均値が３０ｍｍ以上でも粒度偏析度
は低下する。これは各棒状材間の隙間平均値が７ｍｍ以
下では、原料の目詰まり、付着等を起こし、各棒状材間
の隙間平均値が３０ｍｍ以上では、分級能力の低下及び
分級不可状態になることが原因である。

従って整流分散式の装入装置で、バースクリーンを構成
する各棒状材間の隙間平均値の設定範囲は、７ｍｍから
３０ｍｍ以内が最適であるということが判明した。

なお棒状材間の隙間は、バースクリーンの手前細粒が篩
い落とされ、バースクリーン先端にて粗粒が篩い落とさ
れることから、第３図に示すよう軟材２間の隙間ｇ′が
大きい設計がより効果的である。

次に棒状材が形成する隙間平均値を、前記の７ｍｍから
３０ｍｍにした状態での棒状材の径を変更した効果につ
いて述べる。

第４図は、棒状材隙間平均値を７ｍｍから３０ｍｍに設
定し、棒状材の径を変化させた時の偏析度をグラフ化し
たものである。この場合のシュート角度５７°　・バー
スクリーン角度５３°である。これから明らかなように
、棒状材の径が７ｍｍ以下１５ｍｍ以上では偏析度が小
さくなる。このことより、棒状材径７ｍｍ以下棒状材径
ｌ５ｍｍ以上では、棒状材径７ｍｍから１５ｍｍに比較
すると粒度偏析度は小さくなっていることが判る。

第５図は、棒状材の径と篩い効率の関係を表したグラフ
である。これより約１６ｍｍ位から篩い効率が急激に減
少することが分かる。このことから、１５ｍｍが棒状材
径の上限だといえる、従って棒状材径の適性範囲は７＋
ｎｍから１５ｍｍとなる。

以上のことより整流分散式における装入装置で、棒状材
の径７ｍｍから１５ｍｍ、棒状材の隙間平均値７ｍｍか
ら１５ｍｍで装入することで、より偏析の高い原料をパ
レット内に装入することができる。

この理由として、棒状材の径が小さすぎると、シュート
から流れて来た装入原料の重圧でバースクリーンを構成
する棒状材全体が撓みを生し、バースクリーンを通過し
ないで装入される原料が多くなり、分級能力が低下する
。

また棒状材の径が大きすぎると、第５図に示すように篩
い効率が低下する。これはバースクリーンの幅、装入原
料量、棒状材の長さ、棒状材間の隙間平均値を一定に保
ち、棒状材の径を大きくしていった場合、棒状材の占め
る面積が多くなれば、篩い面の占める面積は少な（どな
ることにより篩い効率は低下する。

従って棒状材間の隙間平均値７ｆｆＩＩＴｌから３０ｍ
ｍで、上記したような棒状材の強度、バースクリンの篩
い効率が充分な棒状材の径、しかも装入される原料の偏
析を大きく出来る棒状材の径は前述した７ｍｍから１５
ｍｍである。この棒状材間の隙間平均値７ｍｍから３０
ｍｍ、棒状材の径７ｍｍから１５ｍｍに設定して装入す
る事で、整流分散式の装入方法で層の高さ方向に粒度偏
析を一定に保つことが出来る。

続いて、前記した棒状材の隙間平均値７ｍｍから３０ｍ
ｍ、棒状材の径７ｍｍから１５ｍｍにすれば一定の粒度
偏析を保つことができるが、さらに整流分数式の装入方
法で、粒度偏析に影響する部分であるシュートとバース
クリーンの角度について述べる。

第６図に示す破線は、棒状材の隙間平均３３ｍｍ、棒状
材の径１７ｍｍで、前述の適性範囲を外れた場合であり
、実線は棒状材の隙間平均値７ｍｍから３０ｍｍ、棒状
材の径１ｍｍから１５ｍｍにした状態で、層高方向にお
いてのシュートの角度と粒度偏析の関係を示し、これを
グラフ化したものである。これから層高方向の粒度偏析
では、シュート角度を小さ（した方が偏析が大きい、し
かし原料のシュートへの付着から見た場合、シュート角
度４５°以下では付着が増大することから、シュート角
度は４５°以上が望ましい、従ってシュート角度は４５
°から５５″の範囲で設定するが、この場合付着しにく
い原料においては、シュート角度を４５°に近づけるよ
うに調整することがより効果的である。

上記のようにシュート角度のみが適性範囲内にある時に
は、粒度偏析度の向上代で０１であるが、他要因の棒状
材の隙間平均値、棒状材の径を適性範囲にすることで前
記落下粒子の単位体積当たりの量が減少し、原料層斜面
での分級作用が助長され、これら三要因の相乗効果とし
て偏析度向上式が０．５と大幅に良くなる。

次にシュート下部の棒状材で構成されるバースクリーン
の角度について述べる。

第７図に示す破線は、棒状材の隙間平均値３３ｍｍ、棒
状材の径１７ｍｍ、シュート角度５７°の適性範囲から
外れた場合であり、実線は棒状材の隙間平均値７ＩＩ１
ｍから３０ｍｍ、棒状材の径７ｍｍから１５ｍｍ、シュ
ート角度を４５°に設定して、それぞれバースクリーン
の角度と装入された原料の偏析度の関係を示し、これを
グラフ化したものである。これからバースクリーンの角
度が４０°付近が偏析度が最も大きい値を示した。これ
は、バースクリーン角度とシュート角度が同じでは、シ
ュートから流れてきた原料層がそのままバースクリーン
に流れて滑り現象が長くなり、バースクリーン手前の衝
突部の篩い効率が落ちるので、ある程度バースクリーン
でシュートからの原料を衝突させて滑り現象を緩和する
ことでも、バースクリーンの角度を若干小さくする必要
がある。

このようにバースクリーン角度を適性範囲にすは ることで、粒度偏析度０．１の効果ｔあるが、さらに棒
状材の隙間、棒状材の径、シュート角度の最適範囲を組
合せることで大きな効果がある。これは、前述の如くバ
ースクリーン角度を４０°から５０°にすることで、斜
面を転がる粒子の速度が適性化すること、またこの速度
でバースクリーンを通過した場合に単位面積当たりの斜
面への落下する量が軽減され、浸透作用による分級効果
が最大値となるためである１以上のように四要囚の相乗
効果により、粒度偏析度の向上代が０．７と大幅によく
なる。

従ってバースクリーンの角度は、シュート角度より５°
から１０°程度小さな角度まで調整できれば充分な粒度
偏析を確保できる。この結果よりシュート角度４５″か
ら５５°とすると、バースクリーンの角度は４０°から
５０°で可変することで、本発明の棒状材の隙間平均値
７ｍｍから３０ｍｍ、棒状材の径７ｍｍから１５ｍｍの
設定が更に効果を発揮し、整流分散式の装入方法の最大
の目的である粒度偏析拡大の効果を最大限に引き出し、
粒度偏析の高い原料をパレット内に装入することができ
る。

（実施例） 以下棒状材間の隙間平均値７ｍｍから３０ｍｍ、棒状材
の径７ｍｍから１５ｍｍ、シェード角度４５°から５５
°、バースクリーン角度４０°から５０゜の設定値を使
用して実施した例を、表および図面を用いて説明する。

まず、すでにある整流分散式の装入装置を使用して、本
発明例である棒状材隙間平均値７ｍｍから３０ｍｍの範
囲以内の設定値数点と、本発明から外れる棒状材隙間平
均値５ｍｍと３３ｍｍの各設定値で各々調整して原料を
パレットに装入し、その積層状態での焼成試験を行い、
結果を比較した。その結果を表１に示す。

表 表１に示す焼成試験においては、層高、吸引圧力を一定
にして、それぞれの測定値を比較した。

以下比較値について説明する。

まず充填密度が比較例より本発明例が低いということは
、充填層の空隙率が高くなったといえる。この空隙率が
高くなることで吸引速度が上がり、通気性が増し、焼結
性の向上につながり、歩留も比較例より本発明例が高く
なっている。従来から原料の層高方向から見た成品歩留
りの推移は、上層部が燃焼温度が低いため成品歩留りも
最も低い傾向にあった。この理由は、焼結原料中には焼
結時の燃料として細粒化された粉コークスが混入してい
るが、その粉コークスが比較例より本発明例の方が充填
層の上層部に多く偏析し、上層部の燃焼温度を引上げ、
成品歩留り向上に寄与したといえる。生産率についても
、成品歩留りや吸引速度のアップによる燃焼速度の向上
等で、比較例より本発明例の方が高い水準を示した。

表２は、更に棒状材の径７ｍｍから１５ｍｍ、シュド角
度４５°から５５”、バースクリーン角度４０″ から５０＠ の設定を加え、 前記表１の本発 明例との比較を行った結果である。

表 この表から明らかなように、棒状材の径７ｍｍから１２
ｍｍ、シュート角度４５°から５５′″、バースクリー
ン角度４０°から５０°の設定を加えた本発明例■では
、単に棒状材隙間平均値を設定した本発明例■に比べれ
ば、棒状材の径、シュートとバースクリーン角度が増長
効果をもたらして、各数値が向上しているのが分かる。

（発明の効果） 以上説明した如く本発明によれば、装入され堆積した原
料層の崩れや、原料の付着、目詰まりを起こすことなく
、層の高さ方向の粒度分布状態を均一に保ち、整流分散
式の装入方法の最大の目的である粒度偏析拡大の効果を
最大限に引き出し、粒度偏析の高い原料をパレット内に
装入することができ、焼結鉱の歩留り、生産率１品質が
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は通常の装入装置における焼結原料の疑似粒度分
布を示す図面、第２図は各棒状材間の隙間平均値と粒度
偏析度との関係を示す図面、第３図はバースクリーンを
構成する棒状材の配置例を示す図面、第４図は棒状材隙
間平均値を７ｍｍ〜３０ｍｍに設定し棒状材の径を変化
させた時の偏析度を示す図面、第５図は棒状材の径と篩
い効率の関係を示す図面、第６図はシュートの角度と粒
子平均径の関係を示す図面、第７図はバースクリーン角
度と装入された原料の偏析度の関係を示す図面である６ １・・・バースクリーン、２・・・棒状材、ｇ、ｇ’　
・・・棒状材の隙間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　シュートの下位側に設けたバースクリーンの隙間を介
   して焼結原料を分級しながら焼結機のパレットに装入す
   る方法において、バースクリーンを形成する棒状材の直
   径を７ｍｍから１５ｍｍとし、該バースクリーンの隙間
   平均値を７ｍｍから３０ｍｍとして設置し、バースクリ
   ーンに原料を送給するシュートの角度を４５°から５５
   °にするとともに、前記バースクリーンの角度を４０°
   から５０°とし、前記シュートから投下した焼結原料を
   バースクリーンにて分級し、これをパレットに装入して
   所定の粒度偏析を保つ原料層を形成することを特徴とす
   る焼結原料の装入方法。