JPH04202720A - 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、焼結原料の焼成と焼結ケーキの冷却を同時
に行う焼結鉱の製造方法に関する。

（従来の技術） 製鉄用の鉄鉱石のうち粉状鉄鉱石は焼結により塊成化し
てから高炉に装入されでいる。

一般に、このような粉状鉄鉱石などの製鉄原料にコーク
ス、石灰石などを配合した焼結用の原料（以下、単に「
原料Ｊあるいは「焼結原料」という）の塊成化法として
ＤＬ型（ドヮイトロイド型）焼結機が用いられてきた。

これは第１図に示すように、焼結ストランド１の回りに
周回回動する多数のパレット２の上に、床敷子ンパー３
、焼結原料ホッパー４からそれぞれ床敷鉱、焼結原料を
順次供給し、点火炉５を通過する過程で焼結原料表面に
点火し、パレット移動域下に配した風箱６からブロワ−
７で吸引することによって原料層の上方から下方に空気
を流通させ、パレット２が排鉱端に向かう間に原料の焼
成を上方から下方に向けて進行させ、排ＦＬ：４直前で
焼成を完了させて塊成化した焼結ＦＬ（焼結ケーキ）を
得る方法である。

この間の焼結の進行状況は第２図に示す通りで、符号１
２は焼結原料帯を示し、斜線部分は焼結反応帯１３を、
さらに符号１４は焼結反応帯１３上に位置する焼結完了
帯をそれぞれ示している。焼結原料には燃料として粉コ
ークスが予め配合されており、点火炉でこの粉コークス
に点火した後、上方から０、濃度２１ｖｏ１．％（以下
、排ガス成分の［％Ｊはｒｖｏｌ、％」をあられす）の
空気を流通させて粉コークスを燃焼させ、その熱により
鉱石の熔融焼結を行っている０点火後、概ね３０分程度
で原料に配合された粉コークスの燃焼が最下層部すなわ
ちグレート部（第２図の「層高さ」がＯの部分）まで進
行する。このグレート部における焼結原料帯Ｉ２と焼結
反応帯１３の境界が’　Ｆ　Ｆ　Ｐ　Ｊ　（Ｆｒｏｎｔ
　ＦｌａｍｅＰｏｉｎｔ、第２図中に矢印ならびに破線
で表示）である、燃焼排ガスは風箱６を通して排気され
る力ｆ、このときの排ガス中の０２濃度は１５％程度、
温度は平均１００′Ｃ程度である。

排鉱された焼結ケーキは５００′Ｃ程度で、第１図に示
すように、クラッシャー１１で５０１１ＩＩｍ以下の焼
結ケーキに破砕された後クーラーパレット９に装入され
る。装入された焼結ケーキ破砕物はクーラーストランド
８の回りに周回回動するクーラーパレット９に乗せられ
た状態で、冷却（クーラー）部のブロワ−１０で吸引さ
れ前記破砕物の上方から下方に流通する空気により１０
０′Ｃ程度に冷却されて製品焼結鉱となる。この時、ク
ーラ一部のブロワ−１０から排出される排ガスは０２４
度が２１％で、温度は平均３００′Ｃ程度である。

このように、従来の焼結鉱製造設備は焼成部と冷却部と
に大別されるが、これら２つの部分の機能的な面につい
て比較すると、焼成部では燃料コークスを燃焼させて焼
結反応を進行させるのに対し、冷却部では破砕された焼
結ケーキと空気との間の熱交換により焼結ケーキを冷却
しているだけである。つまり、冷却部は大きな設備を好
要とする割には機能面での役割はそれほど大きくはない
。

また、焼成部のブロワ７と冷却部のブロワ１０の送風量
はほぼ等しいが、吸引圧力は焼成部のブロワ７の方が８
〜１０倍程度高い。これは冷却部の焼結ケーキの破砕物
の直径が平均１５ｍ■程度であり、焼成ケーキ中の気孔
も数−一程度であるのに対し、焼成部の原料は直径２１
程度で通気抵抗が大きいことに起因している。排ガスの
温度は、前述のように、焼成部では１００′Ｃ程度と低
いのに対し冷却部では３００′Ｃ程度と高い。

次に、焼結原料に配合される燃料としては、前記のよう
に一般にコークスが用いられ、揮発分の低い無煙炭も一
部使用されている。これは、石炭を用いた場合、石炭中
の揮発分が焼成過程で燃焼することなく排ガス中に含有
され、排ガス処理設備においてタール状に付着し、種々
の問題を発生させるからである。

さらに、大気中に放出される焼結Ｕ［ガス量についてみ
ると、原理的には焼結過程で起こる反応によって定まる
ので焼結鉱の製造量に応して一定、であるが、近年焼結
排ガスの循環利用が進み、以下に述べるように、大気放
出排ガス量を大幅に低減することができるようになった
。

前記の第２図には、焼結の進行状況と対応させて、焼結
経過時間すなわちバレン］・の進行方向における各位置
での焼結排ガスの風箱内における温度と０□濃度の変化
も示しでいる。この図にみられるように、ＦＦＰを境と
して、前半部では排ガス温度が７０℃前後、０□濃度が
ＩＯ％程度となっているのに対し、後半部では排ガス温
度が高く、かつ０□濃度が空気の場合と同しく２１％と
なっている。これは、焼結原料帯１２が存在する間は原
料中の水分の暴発のため排ガス温度が上昇しないこと、
および燃料コークスの燃焼が焼結原料帯１２と焼結反応
帯１３の境界部で起こっていることに起因している。

一方、前述したように、焼成プロセスではコークスを燃
焼させるとともにその高温部分を送風ガス伝熱により下
方へ進行さセる方法をとっている。

このため、０２濃度の低い排ガスを送風ガス（吸引ガス
）として用いコークスを燃焼させて焼結反応を起こさせ
ると、燃焼状態が悪化し焼結鉱の強度が低下するので、
吸引ガス中の０□濃度は２０％以上とすることが必要で
ある。

そこで従来は、焼結ストランドの後方部から排出される
高温で０□濃度の高い（２１％）ガスを吸引ガスとして
循環利用している。この場合、第２図に示すＦＦＰで風
箱を分割し、その後半部の排ガスをすべて循環利用する
のが理想的であるが、このようにすると、前半部から排
出される低部濃度の排ガスが低温でかつ水蒸気を含有し
ているため、排ガス温度が１００℃未満では排ガス除し
ん設備や煙突内で結露現象が生し、設備の腐食等の問題
が発生する原因となる。従って、実際にはこの低温の排
ガスに高温でＯ！濃度の高い排ガスを一部混入せざるを
得す、大気中に排出されるガス量が多くなるため、容量
の大きい排ガス処理設備を設けなければならない。

（発明が解決しようとするｉｌ！題） 上記のような従来の焼結鉱の製造方法における課題を整
理すると、下記■〜■のとおりである。

■　冷却部の設備規模が大きいねりには機能面での役割
がそれほど大きくはなく、単に焼結ケーキを冷却するの
みである。

■　焼結原料に配合される原料として、石炭りこ較べ高
価なコークスや、資源的に限りのある無煙炭が使用され
ている。

■　大気中に排出されるガス量が多く、容量の大きい排
ガス処理設備を必要とする。

本発明は、このような課題を解決し、冷却部の設備能力
を低減することの可能な焼結鉱の製造方法、さらには、
焼結原料に配合する燃料として石炭を使用でき、大気中
に排出されるガス量を低減することのできる焼結鉱の製
造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） 本発明者等は、上記の目的を達成するために焼成部のス
トランド（焼結ストランド）と冷却部のストランド（ク
ーラーストラン（′）を一体として考え、高温の焼結ケ
ーキ破砕物の冷却と原料の焼成とを同一ストランドにて
同時に進行させる方法について検討を重ね、本発明を完
成した。すなわち、本発明の要旨は下記■〜■の焼結鉱
の製造方法にある。

■　ＤＬ型焼結機のパレット上に高温の焼結ケーキ破砕
物を層状に装入し、その上に焼結原料を層状に装入し、
この焼結原料層表面に点火して下方空気吸引方式により
焼結することを特徴とする焼結鉱の製造方法。

■　焼結原料に配合される燃料の一部または全部が揮発
分１０％以上の石炭で、かつ、焼結ケーキ破砕物の温度
が２００℃以上である前記■記載の焼結鉱の製造方法。

■　大気中に放出される焼結排ガスが０２濃度１２％以
下でかつ温度１００℃以上となるように焼結排ガスの一
部を吸引ガスとして循環させることを特徴とする前記■
または■に記載の焼結鉱の製造方法。

前記の揮発分とは、石炭の工業分析で通常用いられてい
るもので、ＪＩＳ規格に基づく測定法により求められる
。

焼結排ガスの０□濃度および温度は、風箱内に、おける
測定値である。

第３図は本発明方法を実施するための装置の一例の構成
を示す図で、】５がパレット２上に層状に装入された焼
結ケーキ破砕物層、１６が焼結ケーキ破砕物層１５の上
に層状に装入された焼結原料層である。また、４は焼結
原料ホッパー、５は点火炉、１７は焼結ケーキ破砕物を
層状に装入するためのホッパー、１８および１９は焼結
原料層１６の焼成物および焼結ケーキ破砕物をそれぞれ
排鉱するための仕切ンユートおよびシュートである。焼
結原料層Ｉ６から排鉱された高温の焼成物は仕切シュー
Ｈ８を経てクララン中１１で破砕され、ホッパー１７に
供給される。風箱６はＦＦＰの直下で２つの部分に分け
られており、その前半部のｉＪ１ガスはプロワ−７によ
り吸引され、排ガス処理設備を経て大気中に放出され、
一方、後半部の排ガスは循環排風機２０により吸引され
、フード２１に導かれるように構成されている。

（作用） 本発明（■の発明）の方法を実施するには、第３図にお
いて、ホンパー１７からパレット２上に高温の焼結ケー
キ破砕物を供給して焼結ケーキ破砕物層１５とし、その
上に焼結原料ポツパー４から焼結原料を切り出し層状に
装入するとともに点火炉５により焼結原料層１６の表面
に点火し、ブロワ−７により下方吸引を行えばよい、上
層の焼結原料層１６には０．濃度２１％の常温の空気が
吸引され焼成が行われるが、下層の高温焼結ケーキ破砕
物層１５には上層からの排ガスである０２濃度の低い７
０℃程度の低温排ガスが通過するので、高温の焼結ケー
キ破砕物は冷却される。その結果、焼結ケーキ破砕物層
１５を通過した排ガスの温度は上昇し、風箱６では０．
濃度の低い高温のガスとなる。

パレットの移動に伴って焼結原料の焼成が進行し上層の
焼結原料層１６が存在しなくなるＦＦＰまでは、上記の
ように、上層部で原料の焼成、下層部では高温の焼結ケ
ーキの冷却が同時に進行する。

ＦＦＰを過ぎると、下層の焼結ケーキ破砕物層１５には
高温の排ガスが通過するため焼結ケーキ破砕物は冷却を
うけなくなり、風箱６には高温の排ガスが排出される。

このように、高温の焼結ケーキ破砕物の冷却が同一スト
ランドで同時に行われるので、従来必要とされていた冷
却部の設備能力を小さくすることが可能となる。すなわ
ち、排鉱された焼結ケーキおよびその破砕物はまだ高温
なので、再度冷却することは必要であるが、従来の方法
で製造された焼結ケーキに較べ下層部が冷却された分だ
け全体の焼結ケーキ温度が低くなっており、冷却設備を
小型化することができる。なお、この方法において、焼
結排ガスの一部を吸引ガスとして循環させることはもち
ろん可能である。

■の発明は、前記の本発明（■の発明）の方法において
、焼結原料に配合する燃料として揮発分が１０％以上の
石炭を用い、かつ、バレント上に層状に装入する焼結ゲ
ーキ破砕物の温度を２００℃以上とする方法である。こ
の場合は、焼結原料層１６の温度上昇に伴って、燃料（
石炭）に着火する以前に石炭中の揮発分が気化し、この
気化した揮発分が排ガスとともに下層の高温焼結ケーキ
破砕物層１５をｉｉ１遇する間に燃焼する。この結果、
従来法では問題のあった揮発分の高い石炭を焼結燃料と
して用いても排ガス系統で何ら問題を起こすことはない
。なお、この方法においても、焼結排ガスの一部を吸引
ガスとして循環させることはもちろん可能である。

石炭中の揮発分の含有量を１０％以上としたのは、１０
％未満の場合は従来の方法で十分使用できるからである
。焼結原料に配合する燃料の全部番ここの石炭を使用し
てもよいし、一部に用いてもよい。

下層部に層状に装入する焼結ケーキ破砕物の温度を２０
０℃以上とするのは、２００℃未満ではガス中に含まれ
る石炭の揮発分の着火性に問題があり、未燃焼のままで
風箱に排出きれるおそれがあること、および風箱に送ら
れるガス温度を結ｎに伴う設備トラブルの懸念のない１
００″Ｃ以上とすることができないためである。

■の発明は、■または■の発明において、大気中に排出
される焼結排ガスがＯｚ濃度１２νｏｆ、％以下でかつ
温度１００″Ｃ以上となるように、焼結排ガ不の一部を
循環利用する方法である。つまり、以下に述べるように
、焼結排ガスがこのような条件を満足するように排ガス
の循環方法および量を定めてやれば、大気中に排出され
る排ガス量を最小限に抑えることができるのである。

前述のように、■または■の発明においては排ガスは下
層の高温焼結ケーキ破砕物層１５を通過するので各風箱
６ではいずれも高温になっており、ＦＦＰを境として前
半では低０．濃度ガス、後半では０．濃度が２１％に近
い高０□濃度ガスとなっている。

そこで、風箱６群をＦＦＰを境に分割し、化０□濃度の
高温ガスをブロワ−７にＪり大気中に放出し、一方、高
０□濃度の高温ガスを循環送風機２０によりストランド
を覆うフート２Ｉ内に送り、焼結原料層１６を通して吸
引させるのである。

焼結原料層Ｊ６をｉｌ！過して排出されるガスは、前述
したように、焼結原料層】６が存在する限り温度が低く
、７０℃付近のガスである。従って、この排ガスは高温
の焼結ケーキ破砕物層１５を十分冷却することができる
し、焼結ケーキ破砕物層１５を通過した後はそれとの熱
交換により結露現象を生ずる懸念のない温度の高められ
た排ガスとなる。一方、ＦＦＰより後方の排ガスはｏｘ
ｆＡ度が高く、しかも高温なので、吸引ガスとして極め
て好適である。

このように、本発明方法により焼結排ガスの理想的な循
環利用を実現することができ、大気放出排ガス量を最小
限に抑えることができる。

大気放出排ガスの０２濃度を１２シ０１６％以下と限定
したのは、ＦＦＰを境として前半の低０□濃度ガスを大
気放出する場合、漏風も含めて考えればＦＦＰまでの風
箱に排出される排ガス全体の０□濃度がほぼ１２％とな
るからである。つまり、０□濃度を１２％以下と限定す
ることは、ＦＦＰよりも前方の排ガスのみを大気中に放
出し、後方の排ガスは循環利用するということを意味し
ている。

大気放出排ガス温度を］ＯＯ’Ｃ以上としたのは、】０
０℃未満では排ガス処理系統で結露現象が生し、腐食な
どの問題が発生するからである。

上記の本発明方法において、排鉱端から排出される上層
の焼結ケーキと下層の焼結ケーキ破砕、物は仕切シュー
ト１８およびシュート１９により分離され、上層の高温
の焼結ケーキはクラツシヤー１１で破砕された後ホッパ
ー１７に供給され、焼結ケーキ破砕物として使用される
。もちろん上下層分離することなく排鉱破砕したものを
ホッパー１７に供給してもよい、また、ホンパー１７に
供給する焼結ケーキ破砕物は本発明方法によって製造さ
れたものに限定されず、他のストランドで、従来法を用
いて焼成された焼成ケーキを破砕したものであってもよ
い。

本発明方法は、従来法で用いる床敷層をケーキ破砕物層
で代替させることができるので、床敷ラインを省略でき
るメリノ［もある。

（実施例） ＤＬ型の焼結鉱製造設備において、焼結ストランドはそ
のままで、クーラーストランドを改造して焼結原料の焼
成ができるようにし、このストランドを用いて第１表に
示す条件で本発明方法および従来法による焼結鉱製造試
験を行い、排鉱物温度、大気放出ガス量および大気放出
ガスの０．ｆ４度、温度を測定した。

第１表において、本発明例で用いた焼結ケーキ破砕物は
同し焼結鉱製造設備の焼結ストランドから排出された焼
結ケーキを破砕したものである。

また、本発明例のケース３は焼結排ガスを循環しない場
合、ケース４は焼結原料に配合する燃料として石炭を使
用した場合（焼結排ガスを循環せず）、ケース５はＦＦ
Ｐより後方の排ガス（Ｎｏ、１８〜Ｎｎ２５の風箱に該
当）を焼結ベツドに循環した場合である。また、従来法
のケース２では大気中に放出される排ガス温度が１００
℃未満にならないように高温の排ガスの一部を大気放出
排ガスに混入し、階２２〜ＮＣＬ２５の風箱に排出され
た排ガスのみを焼結ヘッドに循環した。

試験結果を第２表に示す。同表から明らかなように、本
発明例では従来例に較べ排鉱物の平均温度が約１００℃
低くなっている。また、揮発分２５％を含有する石炭を
使用しでも（ケース４）、コークス使用時と同様排ガス
処理設備におけるタール付着の問題を生しさせることな
く焼結鉱の製造を１行うことができた。

さらに、ケース２とケース５を比較すると、従来例（ケ
ース２）では大気放出ガス温度を１００℃以上に保持す
るという制約からＮ０２２〜階２５部分の風箱に排出さ
れる排ガスしか焼結ヘッドに循環できないのに対し、本
発明例（ケース５）では大気放出ガス温度が高いのでＦ
ＦＰより後方のＮ０１８〜Ｎ０２５の風箱から出る排ガ
ス全てを循環することができ、大気放出の風量原単位を
９９ＯＮａ＋３／Ｓ−Ｔから７２ＯＮｍ″／Ｓ−Ｔに低
減することができた。

（以下、余白） （発明の効果） 焼結鉱の製造において、焼結原ネ４の焼成と焼結ケーキ
の冷却を同時に進行させる本発明方法を適用することに
より冷却部（クーラー）の設備能力を小さくすることが
できる。また、揮発分の高い石炭を焼結原料に加える燃
事４として用いることができ、さらに、大気中に放出さ
れる焼結排ガス量を最小限に抑えることも可能で、排ガ
ス処理設備の小容量化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のＤ　Ｌ型のｖｔ、結鉱製造設備の構成
を示す図である。 第２図は、焼結バレット進行方向における焼結進行状況
と、風箱内排ガスの温度および０□濃度の変化を示す図
である。 第３図は、本発明方法を実施するための装置の一例の構
成を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＤＬ型焼結機のパレット上に高温の焼結ケーキ破
   砕物を層状に装入し、その上に焼結原料を層状に装入し
   、この焼結原料層表面に点火して下方空気吸引方式によ
   り焼結することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
2. （２）焼結原料に配合される燃料の一部または全部が揮
   発分１０％以上の石炭で、かつ、焼結ケーキ破砕物の温
   度が２００℃以上である請求項（１）記載の焼結鉱の製
   造方法。
3. （３）大気中に放出される焼結排ガスがＯ＿２濃度１２
   ｖｏｌ％以下でかつ温度１００℃以上となるように焼結
   排ガスの一部を吸引ガスとして循環させることを特徴と
   する請求項（１）または（２）に記載の焼結鉱の製造方
   法。