JPH0543952A - 焼結原料の造粒方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】焼結原料として微粉鉱石を多量に使用すること
ができ、しかも所望粒度の強固なミニペレットの製造を
可能とする焼結原料の造粒方法を提供する。 【構成】焼結原料を混練機で圧密可塑化混練してフレー
ク状とし、これを加振トラフ型造粒機に装入する。加振
トラフ型造粒機は複数本のトラフ１を設け本体はスプリ
ング２によって架台に固定されシリンダ３によって傾斜
角度θを可変に構成されている。また本体下部に軸受４
を設け、軸受４には、アンバランスウェイト５を備えた
シャフト６を設け、モータ７によってアンバランスウェ
イト５を回転させトラフ１に円振動を伝達する。本発明
では、トラフ１の傾斜角度θを１０度を超え、２５度以
下の範囲で操業するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焼結原料として微粉鉱
石を多量に使用する場合の造粒方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】焼結原料としては粉鉱石、石灰石、生石
灰、返鉱及び粉コークスなどがある。これらの焼結原料
はドラム・ミキサーにて、５〜７％の水分を添加して混
合造粒される。造粒物は給鉱ホッパーに搬送されドラム
・フィーダー及び給鉱シュートを介して焼結機のパレッ
トに装入され、その後点火バーナーによって原料中の粉
コークスに着火され、焼結が進行する。この場合、６３
μｍ未満の粒子が６０％以上であるような、微粉原料も
使用される。

【０００３】この場合の問題点として微粉原料を主原料
に対して１０％以上多配合すると焼結ベットの通気性を
阻害し、生産性が低下する。或いは通気性を改善するた
めバインダー（生石灰、消石灰等）が多量に必要とな
り、焼結コストが高騰するなどの欠点がある。この問題
点を解消するため、本出願人は先に、振動式混練造粒機
を用い微粉鉱石を単独に塊成化しこれを焼結原料として
使用する、特開平２−２２１３３２号を提案した。

【０００４】上述の特開平２−２２１３３２号公報には
造粒したミニペレットの平均粒径は造粒機の振動の振幅
と振動数、及び原料への添加水分、占積率、滞留時間で
決まり、これらを制御することによって焼結原料に適し
た造粒が得られると述べている。つまり、ミニペレット
の造粒は造粒機のトラフ内での原料の占積率及び滞留時
間と密接な関係があり、占積率が増すと周囲の原料粒子
に拘束されて転動及び運動が悪くなり、これに加えて振
動を受けるため、つき固められて粒径が増大する。ま
た、滞留時間が長くなると転動距離が増し、粒径は増大
することになる。従って、上述の技術では占積率及び滞
留時間は振動モータの回転数を制御し振動加速度によっ
て制御している。

【０００５】しかし、トラフ径が一定の場合、占積率は
焼結鉱の生産性及び微粉鉱石の配合割合によって律速さ
れ、これを振動加速度で制御するには広範囲な振動数が
必要である。また、振動数のみで占積率を低減し、所望
の粒径及び粒度範囲を得るには限界がある。さらに微粉
鉱石を多量に造粒処理する場合、特定のトラフ径でしか
も所望の粒径及び粒度範囲を得るには、適正な占積率に
制御するための多数のトラフが必要となるなどの欠点が
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題点
を解決して、コンパクトな加振式造粒機を用い、多量の
微粉鉱石の造粒処理が可能でしかも所望粒度範囲の強固
なミニペレットを製造する方法を提供することを課題と
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記実情に
鑑み、種々研究の結果、造粒に対して適正な水分を添加
し撹拌混練した後、混練原料を加振式造粒機に装入し、
原料に振動加速度を与えて強力に加振して転動塊成化す
ることによって、所望粒度範囲の強固なミニペレットを
高能率で生産することが可能であることを知見した。ま
た、この方法によれば６２μｍ未満の粒子が６０％以上
であるような微粉鉱石及び製鉄所内で発生するダスト等
及び難造粒性微粉鉱石も所望粒度に造粒することが可能
となった。

【０００８】振動式造粒機において、造粒機のトラフ径
が一定の場合装入量が多くなるとトラフ内での原料の占
積率が増す。原料の占積率の増加は容器内の原料層厚が
増加することである。原料層厚が増すと、周囲の原料粒
子に高速されて、転動及び運動が悪くなる。これに加え
て振動を受けるため、つき固められ粒子径が増大する。
本発明は、これを防止するために造粒機の傾斜角を大き
くし、トラフ内での原料の滞留時間を短縮して原料層厚
を薄くすることによって所要の粒度範囲のミニペレット
を得るものである。

【０００９】よって、本発明は次の方法を採った。すな
わち、ＤＬ式焼結機に供給する焼結原料の造粒に際し、
微粉鉱石に水分を添加した後撹拌混練して混練原料を製
造し、次いで混練原料を造粒用トラフ内に装入し造粒用
トラフを加振して混練原料を転動塊成化する工程で、造
粒用トラフを原料装入口側から排出口側に向って前下が
りになるようにその勾配を１０度を超え、２５度以下に
設定して操業することを特徴とする焼結原料の造粒方法
である。

【００１０】

【作用】本発明の作用を説明する。ＤＬ焼結機に供給す
る焼結原料の造粒に当り、特に微粉鉱石を単独で造粒す
る場合は添加水分及び水分を原料粒子表面に均一に拡散
させるための撹拌混合が重要である。添加水分量は微粉
鉱石の場合、比表面積が大きいため９〜１２％の範囲に
ある。種々の原料に対して造粒状況から適正な添加水分
量を予め検知しておくべきである。

【００１１】撹拌混合については、圧密可塑化混練機及
びアイリッヒミキサなどがある。前者は圧密媒体を混練
機の容器内で回転させ、この容器中に原料を装入し、上
記圧密媒体間に存在する原料粒子に圧密、剪断、転動、
圧潰、こね廻し、混練等の総合作用を与え、水分を粒子
表面に均一拡散させるとともに可塑化状態（ネバネバ）
にするものである。いずれにしろ、造粒前の事前処理と
して水分が均一に拡散すればどのような方法でもかまわ
ない。

【００１２】次に撹拌混練された原料を図１及び図２に
示す振動式造粒機で造粒する。造粒機本体は、直方体に
構成され内部に複数本のトラフ１を設け、造粒機本体は
スプリング或いは空気サスペンション２を介して架台に
固着されており、架台はシリンダ３により傾斜角度θを
可変に構成されている。造粒機本体には下部に軸受け４
が設けられ、軸受け４にはアンバランスウェイト５を装
着したシャフト６が貫設されシャフトの先端部にはモー
タ７を備えている。モータ７を駆動して、アンバランス
ウェイト５を回転させるとトラフ１には円振動が伝達さ
れる。このトラフの円振動によって、トラフ１内に装入
され撹拌混練された原料８は転動及び跳躍運動して造粒
される。トラフ１はトラフ内に装入された混練原料が加
振中に落下しないよう溝形に形成されており、その断面
形状は円形、角樋、Ｕ字形等がある。

【００１３】ここで焼結操業において焼結原料としての
造粒物の粒径及び粒度分布は非常に重要である。焼結特
性におよぼす造粒物の粒径及び粒度分布の影響を調査し
た結果、造粒物の粒度範囲は２〜１０ｍｍが最も好まし
く、＋１０ｍｍの粒径は焼成不良となる。また−２ｍｍ
の粒径では通気性を阻害する。また、２〜１０ｍｍの重
量割合は高い程、粒径分布が均一となり通気性が改善さ
れるが、微粉鉱石を配合しない場合と同等の生産率を得
るためには造粒した微粉鉱石の配合割合が４０％で２〜
１０ｍｍの割合は７０％以上必要である。したがって振
動式造粒機においてこのような粒径のミニペレットを製
造する必要がある。

【００１４】図３にバッチ式における２〜１０ｍｍの収
率と原料層厚の関係を示す。振動式造粒機においては原
料層厚が薄いほど（バッチ式の場合は装入量は少ないほ
ど）２〜１０ｍｍの収率が高い。このことから微粉鉱石
の造粒に対して処理量を増大し、かつ２〜１０ｍｍの収
率を高めるには原料層厚を薄くする必要がある。高処理
量で原料層厚を薄くする方法としてはトラフの傾斜角を
調整すれば可能である。つまり、装入量が一定の場合、
トラフ傾斜角を増すことによって、トラフ内での原料の
滞留時間が短縮され原料層厚は減少する。一方、原料層
厚を一定に管理した場合にはトラフを高傾斜にすると原
料の装入量を増大することができる。図４に、トラフ傾
斜角をパラメーターとしたときの、２〜１０ｍｍの収率
と原料装入速度の関係を示す。図４から、原料装入量を
多量にした場合においてもトラフ傾斜角を制御すること
によって２〜１０ｍｍの収率を高めることができること
が分かる。

【００１５】図５はトラフの傾斜角をパラメータとした
ときのミニペレットの粒度とトラフ内での滞留時間の関
係示している。トラフの傾斜角を大きくすることによ
り、高い収率を得られる原因は、造粒機トラフ内でのミ
ニペレットの粒度分布と滞留時間の相関関係による。ト
ラフ内では粒子径が大きいほど重力により転動速度が大
きく、速く排出される。つまり、粒子径の大きい粒子は
速く排出されるため、必要以上に粒径が増大しない一
方、細粒は滞留時間が長いためトラフ内で成長する。

【００１６】本発明ではトラフの傾斜角を１０度を超
え、２５度以下としたが、その理由は１０度以下では、
トラフの占積率の増加に伴い＋１０ｍｍ粒径の割合が増
加して粒径が大きくなり過ぎ、また２５度を超えると滞
留時間が短くなり−２ｍｍ粒径の割合が増加するため
に、焼結操業に最適なミニペレットである粒径２〜１０
ｍｍの割合を７０％以上とすることができないからであ
る。

【００１７】

【実施例】図７は本発明の工程および焼結工程を示す全
体説明図である。焼結原料の貯蔵ホッパ９から定量切出
装置１０によって切出しされた微粉鉱石はベルトコンベ
ア１１によって撹拌混練機１２に搬送され、撹拌混練機
１２で水分を良く分散させるため混練され、その後振動
式造粒機１３によりミニペレットに造粒される。

【００１８】この造粒されたミニペレットは、焼結原
料、コークス、返鉱及び副原料等のホッパ９ａから定量
切出装置１０ａで切出されベルトコンベヤ１１ａ及びド
ラムミキサ１４を介して供給される焼結原料とともにサ
ージホッパ１５に装入され、シュート１６を経て、焼結
機パレット上に装入される。このプロセスにおいて振動
式造粒機１３のトラフの傾斜角を種々変更した焼結操業
結果を図６に示す。なお、図６において使用した造粒機
の諸元は、トラフ長さ２ｍ、加振振幅１５ｍｍ、加振振
動数１２００ｒｐｍである。

【００１９】図６から造粒機のトラフの傾斜角を増加さ
せることによって２〜１０ｍｍの収率が増加し、焼結時
の通気性が増大した。通気性の増大により焼結ベットの
層厚を増加することが可能となり、従って、歩留が改善
され生産性を大幅に向上させることが可能となった。な
お、図３〜図６で使用した装入原料の粒度分布は次の通
りである。

【００２０】 ＋０．５ｍｍ ０．１％ ０．５〜０．２５ｍｍ ０．３％ ０．２５〜０．１２５ｍｍ ４．１％ ０．１２５〜０．０６２ｍｍ ３１．２％ −０．０６２ｍｍ ６４．３％ 算術平均径 ０．０５６ｍｍ

【００２１】

【発明の効果】本発明は撹拌混練後、造粒機のトラフの
傾斜角を制御することにより、多量の微粉鉱石を造粒処
理することが可能となり、また、焼結鉱として適正な粒
径のミニペレットを高収率に製造することが可能となっ
た。また、高収率のミニペレットの製造により焼結機に
装入する不良粒度の焼結鉱の比率を低下させることが可
能となり、パレットの通気性が従来より大幅に改善さ
れ、生産性向上及び主排風機の省電力化を図ることがで
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を好適に実施できる振動式造粒機の側面
の説明図である。

【図２】図１の断面図である。

【図３】バッチ式における原料層厚と２〜１０ｍｍの収
率の関係グラフである。

【図４】トラフの傾斜角をパラメータとしたとき原料装
入速度と２〜１０ｍｍの収率の関係グラフである。

【図５】トラフの傾斜角をパラメータとしたとき、ミニ
ペレットの粒度分布とトラフ内での粒子の滞留時間の関
係グラフである。

【図６】造粒時にトラフの傾斜角度を変更して焼結操業
を行った実施例の説明図である。

【図７】本発明の工程および焼結工程を示す全体説明図
である。

【符号の説明】

１ 造粒トラフ ２ スプリン
グ ３ シリンダ ４ 軸受け ５ アンバランスウェイト ６ シャフト ７ モータ ８ 原料 ９、９ａ ホッパ １０、１０ａ
定量切出装置 １１、１１ａ ベルトコンベア １２ 混練機 １３ 造粒機 １４ ドラム
ミキサ １５ ホッパ １６ シュー
ト θ 角度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＤＬ式焼結機に供給する焼結原料の造粒
   に際し、 微粉鉱石に水分を添加した後撹拌混練して混練原料を製
   造し、次いで該混練原料を造粒用トラフ内に装入し該造
   粒用トラフを加振して該混練原料を転動塊成化する工程
   で、該造粒用トラフを原料装入口側から排出口側に向っ
   て前下がりになるようにその勾配を１０度を超え、２５
   度以下に設定して操業することを特徴とする焼結原料の
   造粒方法。