JPH04231424A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉原料である焼結鉱
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の焼結鉱製造プロセスを図６に示す
。図６に示す焼結鉱製造プロセスにおいては、主原料で
ある鉄鉱石，石灰石，返鉱および燃料であるコークスは
、ホッパー７，８，９，１０から切り出され、次いでミ
キサー１１において水分を添加して造粒されて焼結原料
となる。

【０００３】原料に添加される水分は、原料を結合させ
る結合剤の機能をもち、６〜７％程度の水分が原料充填
層の通気性を最適値とする水分量であり、通常水分量が
６〜７％程度となるように原料に水分が添加される。

【０００４】サージホッパー２に搬送された原料１は、
ドラムフィーダ２ａによって切り出され、シュート３を
介してパレット４上に装入され、厚さ６００ｍｍ程度の
原料充填層５を形成する。

【０００５】シュート３上に落下した原料は、シュート
３上を転動しながら移動してゆき、パレット４上に落下
して原料充填層５を形成するが、この従来のプロセスで
は、上層ほど細粒，下層になるに従って粗粒となる粒度
偏析を有する充填層を形成することが難しい。

【０００６】この従来のプロセスによる充填層５におい
ては、上層に３〜１０ｍｍの粗粒原料が多く装入される
。この粗粒原料にはコークスの共存が少ないから上層部
はコークスが不足する。

【０００７】このような上層部をもつ原料充填層５の表
層コークスに、点火炉６で点火して下方に空気を吸引し
ながらコークスを燃焼させ、この燃焼熱で上層から下層
にかけて漸次焼結を進行させるとき、上層にコークスが
少ないことに起因する熱不足によって上層の原料は十分
に焼結されず、５ｍｍ以上の製品焼結鉱の収率（以下歩
留りと称す）が低下する。

【０００８】一方原料充填層５の下層に細粒の原料およ
びコークスが多く存在することに起因して、下層では融
体過多となって通気性が阻害され、焼結速度が低下し、
生産性を低くする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
すべく、たとえば特開昭６１−７９７３５号公報には、
点火炉前の原料充填層表層に燃料を供給し、表層を攪拌
し原料充填層表層部１００ｍｍ厚さ程度を多燃料層とし
、次いで成形プレスローラで表層をプレスした後点火し
て焼結を開始する方法が開示されている。

【００１０】また特開昭６２−１３０２２６号公報には
、単味原料（たとえば鉄鉱石）を細粒と粗粒に分級し、
細粒のみの原料と粗粒に細粒を配合した原料をそれぞれ
別々に造粒して、２段に原料充填層を形成する給鉱方法
が開示されている。

【００１１】しかしながらこれら先行技術によるときは
、効果が小さいこと，設備が複雑になるといったことか
ら未だ実用化されるに至っていない。

【００１２】一方発明者等は、造粒後の配合原料を分級
して細粒原料をドラムフィーダから落下している粗粒原
料に、或はシュート上部に供給して、原料充填層上層に
細粒原料を装入する方法を、先に出願し提案している。 この方法によれば、原料充填層上層部に細粒を多く装入
しコークスの量も多くすることはできるけれども、コー
クスそれ自体の量の制御ができないから、最適な効果を
得ることができない。

【００１３】本発明は、焼結時の原料充填層上層部にお
ける焼結不良に起因する歩留り低下の問題を解決し、ま
た下層部の通気性を改善し生産性を向上させる焼結鉱の
製造方法を提供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、下方吸引式焼
結機による焼結鉱の製造方法において、水分を添加し造
粒する以前の原料を３ｍｍ未満の範囲内で、所定粒径を
基準としてその基準値未満の細粒部分を分級し、該細粒
原料をその量を制御してパレット上の原料充填層上部に
供給し、原料充填層における上部細粒原料の層厚が全層
厚の２〜４０％となるように原料充填層をパレット上に
形成することを特徴とする焼結鉱の製造方法である。

【００１５】

【作用】以下作用とともに、本発明を詳細に説明する。

【００１６】焼結鉱製造プロセスにあっては、原料は結
合剤としての水分によって造粒される。原料への添加水
分が多くなると、造粒は強化され粗粒化する。コークス
および石灰石も他の原料と結合して造粒され、３ｍｍ超
に粗粒化する。このため、３ｍｍ以下の細粒部分にはコ
ークスおよび石灰石が少なくなる。

【００１７】結合剤の水分が少なくなると、コークスお
よび石灰石以外の造粒性のよい原料の造粒に選択的に水
分が消費されて、造粒性のよい原料が選択的に造粒され
る。

【００１８】一方コークスおよび石炭石は、他の原料よ
りも造粒性が悪いため造粒されず、単粒子として存在す
る。単粒子として存在するコークスおよび石灰石は、原
料に添加される水分が少なくなるほど多くなる。コーク
スおよび石灰石は、通常約３ｍｍ以下であって他の原料
の約１０ｍｍ以下よりも細粒であるため、造粒されず単
粒子として存在することになると、約３ｍｍ以下の焼結
原料中には高い比率でコークスおよび石炭石が含まれる
ことになる。

【００１９】水分量を変えて造粒した配合原料を分級す
ると、分級後の細粒原料におけるコークスおよび石灰石
の量を制御できることになる。一方、分級後の粗粒原料
には、分級後の細粒原料にコークスおよび石灰石が多く
含まれる分だけ、コークスおよび石灰石が少なくなる。

【００２０】分級後の細粒原料を充填層の上層部に装入
すると、充填層下層のコークスおよび石灰石の量を少な
くする方向で制御できることになる。その結果、下層ほ
どコークス量が少なくなるコークス偏析充填層（上層原
料のコークス含有量と最下層のコークス含有量の差をコ
ークス偏析と称する）となる。同時に、下層ほど石灰石
量が少なくなる石灰石偏析充填層（上層原料の石灰石含
有量と最下層の石灰石含有量の差を石灰石偏析と称する
）となる。

【００２１】本発明は、叙上のようにコークス偏析およ
び石灰石偏析を、分級前の原料の水分量を低くするほど
多くできるということを発明者等が見出したことに基礎
を置いている。さらに本発明においては、原料充填層に
おける下層ほど粗粒原料を配置するため、下層ほど粒度
が粗くなる粒度偏析充填層となる。

【００２２】このようにコークス偏析および石灰石偏析
を制御できるから、コークス偏析および石灰石偏析を制
御された原料充填層を焼結するときは、上層においてコ
ークスが少ないことに起因する熱不足による歩留りの低
下を防止し得、また下層に細粒が多くなりコークスおよ
び石灰石が多く存在することに起因する下層での溶融過
多による通気性阻害によって、焼結速度が低下し生産性
を低くする問題を解決することができる。

【００２３】

【実施例】実施例１ 図１に本発明の一実施態様としての焼結プロセスを示す
。

【００２４】図１において、主原料の鉱石，石灰石，返
鉱，燃料のコークスを、ホッパー７，８，９，１０から
切り出し、混合機４０に搬送した。混合機４０に到達す
る以前の水分値が３．０％の配合原料に水分値が５．０
と５．５になるように水分を添加し２分間混合した。こ
の低水分の配合原料を、篩２１で３ｍｍ超の粗粒と３ｍ
ｍ以下の細粒，また２ｍｍ超の粗粒と２ｍｍ以下の細粒
に分級した。

【００２５】図１における篩２１の詳細を図２（ａ），
（ｂ）に示す。さらに図２（ａ），（ｂ）に示す篩２１
による焼結原料の篩分状況を図３に示す。

【００２６】図２（ａ），（ｂ）において、２０は棒材
であって、原料流れ方向に延び、かつ相隣る棒材間で傾
斜角２０ｆが相違し原料流れ方向下部に向かって漸次棒
材の軸方向目開間隔２０ｃが大きくなるように構成され
ている。棒材２０相互間の水平方向の間隔は、図２（ａ
）に示すように一定である。３ａはシュートである。棒
材２０は図示しない駆動装置で、例えば２０ｒｐｍとい
った回転速度で周方向に回転駆動される。

【００２７】図２（ａ），（ｂ）に示す装置を用いて原
料を篩分ける時の態様を図３に示す。ベルトコンベァー
２２から供給される原料は、シュート３ａを介して篩２
１の上に落下する。原料は篩２１を滑動し、目開間隔２
０ｃに応じて細粒は上流側に、粗粒は下流側に落下する
。２６ａおよび２６ｂは分級板であり、棒材２０が延び
る方向における位置によって、細粒原料の粒度を調節す
ることができる。

【００２８】この実施例においては、図２（ａ），（ｂ
）に示す篩２１の棒材２０の直径２０ｂは１０ｍｍ，平
面における棒材２０の外周間隔２０ａは７ｍｍ，棒材２
０の流れ方向下端での相隣る棒材２０の軸方向に垂直な
方向における目開間隔２０ｃは２０ｍｍ，棒材下方部２
０ｄの長さは７００ｍｍ，上方部２０ｅの長さは２５０
ｍｍ，棒材２０の傾斜角２０ｆは４０度である。 棒材２０は駆動装置によってその周方向に２０ｒｐｍの
回転速度で回転した。

【００２９】２３はベルトコンベァーであり、図３にお
いては断面を示している。ベルトコンベァーは粗粒原料
１を図１に示すサージホッパー２に搬送する。ベルトコ
ンベァー２４は細粒原料１３を図１に示すサージホッパ
ー３０に搬送する。

【００３０】図１に示す実施態様においては、サージホ
ッパー３０からベルトフィーダ３１によって切り出され
る細粒原料１３は、サージホッパー２からドラムフィー
ダ２ａによって切り出される粗粒原料とシュート３上で
合流し、シュート３上を転動する間に、粗い粒のあいだ
から細かい粒が抜け落ちるパーコレーションと呼ばれる
現象によって細粒原料がシュート３より早く落下し、パ
レット４上の原料充填層５の上層５ａに供給される。

【００３１】粗粒原料１は、相対的に遅く充填層５上に
落下し、充填層の斜面を駆け下り充填層の下層部を形成
する。このようにして下層部が粗粒で上層部が細粒の連
続した粒度偏析充填層がパレット４上に形成されるが、
上層の細粒原料にはコークスが多く含まれているため下
層部はコークスが少なく、上層部の細粒はコークスの多
い連続したコークス偏析充填層がパレット４上に形成さ
れる。

【００３２】このように連続した粒度偏析とコークス偏
析をもつ原料充填層とすることによって、上層から下層
にかけて熱的にも溶融性もバランスしているため、円滑
な焼結反応を進行させることができ、焼け不足や融体過
剰による通気性阻害を生じさせることなく操業すること
ができる。

【００３３】３ｍｍ未満の細粒原料による上層の層厚は
約４０％の２４０ｍｍ、また２ｍｍ未満の細粒原料によ
る上層の層厚は約３０％の１８５ｍｍとした。

【００３４】実施例１における配合原料の分級条件およ
びその結果を表１に示す。

【表１】

【００３５】実施例２ 図４は本発明の他の態様示す焼結プロセスである。

【００３６】図４において、主原料の鉱石，石灰石，返
鉱，燃料のコークスを、ホッパー７，８，９，１０より
切り出し、混合機４０に搬送した。混合機４０前の水分
値が３．０％の配合原料に水分値が４．５になるように
水分を添加し２分間混合した。この低水分の配合原料を
、篩２１で１ｍｍ以上の粗粒と１ｍｍ未満の細粒、また
０．５ｍｍ以上の粗粒と０．５ｍｍ未満の細粒に分級し
た。篩２１は実施例１と同じ態様とした。

【００３７】図４に示す実施態様においては、サージホ
ッパー３０からベルトフィーダ３１によって切り出され
る細粒原料１３は、サージホッパー２からドラムフィー
ダ２ａによって切り出される粗粒原料とシュート３上で
合流せしめられ、シュート３上を転動する間に、粗い粒
のあいだから細かい粒が抜け落ちるパーコレーションと
呼ばれる現象によって細粒原料がシュート３より早く落
下し、分散装入装置５０を介してパレット４上の原料充
填層５の上層５ａに供給される。

【００３８】粗粒原料１は、相対的に遅く充填層上に落
下し、充填層の斜面を駆け下り充填層の下層部を形成す
る。このようにして下層部が粗粒で上層部が細粒の連続
した粒度偏析充填層がパレット４上に形成されるが、上
層の細粒原料にはコークスが多く含まれているため下層
部はコークスが少なく、上層部の細粒はコークスの多い
連続したコークス偏析充填層がパレット４上に形成され
る。この実施例では、分散装入装置５０を介して装入す
るため、より粒度偏析とコークス偏析は大きくなる。

【００３９】このように連続した粒度偏析とコークス偏
析をもつ原料充填層とすることによって、上層から下層
にかけて熱的にも溶融性も、バランスしているため円滑
な焼結反応を進行させることができ、焼け不足や融体過
剰による通気性阻害を生じさせることなく操業すること
ができる。

【００４０】１ｍｍ未満の細粒原料による上層の層厚は
約２５％の１５０ｍｍ、また０．５ｍｍ未満の細粒原料
による上層の層厚は約８％の１８５ｍｍとした。

【００４１】実施例２における配合原料の分級条件およ
びその結果を前記表１に示す。

【００４２】実施例３ 図５は本発明のさらに他の態様を示す焼結プロセスであ
る。

【００４３】図５において、主原料の鉱石，石灰石，返
鉱，燃料のコークスを、ホッパー７，８，９，１０より
切り出し、混合機４０に搬送した。混合機４０前の水分
値が３．０％の配合原料に水分値が３．５と３．０にな
るように水分を添加し２分間混合した。この低水分の配
合原料を、篩２１で１ｍｍ以上の粗粒と１ｍｍ未満の細
粒、また０．５ｍｍ以上の粗粒と０．５ｍｍ未満の細粒
に分級した。篩２１は実施例１と同じ態様とした。

【００４４】図５に示す実施態様においては、サージホ
ッパー３０からドラムフィーダ３２によって切り出され
る細粒原料１３はシュート３ｂ上を転動し、パレット上
の原料充填層５の上層５ａに供給される。

【００４５】粗粒原料１は前段階でサージホッパー２か
らドラムフィーダ２によって切り出され、シュート３上
を転動し、パレット上の原料充填層５下層部を形成する
。

【００４６】このようにして下層部が粗粒で上層部が細
粒の粒度偏析充填層がパレット４に形成されるが、上層
の細粒原料にはコークスが多く含まれているため、下層
部はコークスが少なく、上層部の細粒はコークスの多い
連続性は少ないが、コークス偏析充填層がパレット４上
に形成される。

【００４７】このように粒度偏析とコークス偏析をもつ
原料充填層とすることによって、上層から下層にかけて
熱的にも溶融性もバランスしているため、円滑な焼結反
応を進行させることができ、焼け不足や融体過剰による
通気性阻害を生じさせることなく操業することができる
。

【００４８】１ｍｍ未満の細粒原料による上層の層厚は
約３０％の１５０ｍｍ、また０．５ｍｍ未満の細粒原料
による上層の層厚は約１３％の８０ｍｍとした。

【００４９】実施例３における配合原料の分級条件およ
びその結果を表１に示す。コークス偏析度は小さいと上
層のコークスが不足ぎみとなり、大きいすぎると下層の
コークスが不足ぎみとなり、歩留が低下する。したがっ
てコークス偏析度は０．７％から５．０％の範囲が好ま
しい。

【００５０】このように従来の焼結充填層のコークス偏
析度が０．５％程度であるのに対し、大きなコークス偏
析がとれ、またその値を制御できる。また粒度偏析は２
．０ｍｍ〜４．０ｍｍと大きくなり、この粒度偏析によ
る歩留が向上する利点も有する。

【００５１】数値限定理由分級すべき細粒原料を３ｍｍ
未満としたのは、３ｍｍ以上の粒径をもつ原料は、熱を
加えても溶け難く、熱不足となる原料充填層の上層では
十分溶融しないからである。

【００５２】充填層上層部５ａの細粒原料の層厚を２〜
４％としたのは、２％未満では表層として薄くなりすぎ
、熱バランスの面から本発明の目的を達することができ
ない。一方４０％を超えると、超えた部分の細粒によっ
て下層になるほど熱が蓄積し、熱過剰となる焼結の特性
から、溶け過ぎによる焼結強度の低下を招くなどの問題
を生じる。

【００５３】

【発明の効果】以上本発明によれば、生産性が従来方法
の３１．０ｔ／ｄ／ｍ２　より４１．０ｔ／ｄ／ｍ２　
〜４５．１ｔ／ｄ／ｍ２　に向上するなど、充填層上層
部における歩留り低下の問題と下部の通気性の改善によ
り生産性が大幅に向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法を実施する焼結工程の一例を示す装置
の配置図である。

【図２】図１における篩の詳細を示す（ａ）正面図およ
び（ｂ）側面図である。

【図３】篩の使用の態様を示す側断面図である。

【図４】焼結工程の第２の実施例を示す装置の配置図で
ある。

【図５】焼結工程の第３の実施例を示す装置の配置図で
ある。

【図６】従来の焼結工程の一例を示す装置の配置図であ
る。

【符号の説明】

１　　粗粒原料 ２　　サージホッパー ２ａ　　ドラムフィーダー ３　　シュート ４　　パレット ５　　原料充填層 ５ａ　　充填層上層 ６　　点火炉 ７　　返鉱ホッパー ８　　石灰石ホッパー ９　　コークスホッパー １０　　鉱石ホッパー １１　　ミキサー １１ａ　　細粒原料用ミキサー １３　　細粒原料 ２０　　篩の棒材部 ２０ａ　　棒材間隔 ２０ｂ　　棒材直径 ２０ｃ　　棒材下端の上下段差 ２０ｄ　　棒材下方長さ ２０ｅ　　棒材上方長さ ２０ｆ　　棒材角度 ２１　　篩 ２２，２３，２４　　ベルトコンベアー２５ａ，２５ｂ
　　分級板 ３０　　細粒原料用サージホッパー ３１　　細粒原料用ベルトフィーダー ３２　　細粒原料用ドラムフィーダー ４０　　低水分用ミキサー ５０　　分散型装入装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下方吸引式焼結機による焼結鉱の製造
   方法において、水分を添加し造粒する以前の原料を３ｍ
   ｍ未満の範囲内で、所定粒径を基準としてその基準値未
   満の細粒部分を分級し、該細粒原料をその量を制御して
   パレット上の原料充填層上部に供給し、原料充填層にお
   ける上部細粒原料の層厚が全層厚の２〜４０％となるよ
   うに原料充填層をパレット上に形成することを特徴とす
   る焼結鉱の製造方法。