JPH0551655A

JPH0551655A - 焼結鉱の製造方法

Info

Publication number: JPH0551655A
Application number: JP23542691A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sugiyama; 健杉山; Akiji Shirouchi; 章治城内
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1991-08-21
Filing date: 1991-08-21
Publication date: 1993-03-02

Abstract

(57)【要約】【目的】粗粒の固体可燃物の使用量をできるだけ低減
しつつ低ＮＯｘ化を図ることのできる焼結鉱の製造方法
を提供する。【構成】主原料としての酸化鉄原料に、固体可燃物を
含む副原料を混合して焼結原料とし、該焼結原料を移動
パレット上に層状に載置して焼結鉱を製造するに当た
り、焼結原料層の表層部から10〜50mmまでの部分に存在
する前記固体可燃物を、粒径0.5mm 以下（または1.0mm
以下）のものが10％以下になる様に粒度分布を調整して
低ＮＯｘ化を図りつつ操業を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は製鉄の為の主要鉄鉱石原
料となる焼結鉱の製造方法に関し、殊に焼結鉱を製造す
る際に排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減
を図りつつ焼結鉱を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄鉱石の焼結は、高炉操業成績の向上に
大きく寄与するものとして、高炉装入原料の中心的位置
を確保している。焼結鉱の原料は、酸化鉄原料を主原料
とし、これに粉状の石灰石や珪石等を副原料として配合
し、更に固体可燃物としての粉コークス等を加えて焼結
し、製造するのが一般的である。焼結鉱原料の配合比率
の一例を表１に示す。

【０００３】

【表１】

【０００４】図２は一般的な焼結機の概要を示す概略説
明図であり、図中１は移動パレット，２はドラムミキサ
ー，３は点火バーナー，４はブロアーを夫々示す。焼結
鉱を製造するに当たっては、焼結済みの成品焼結鉱を床
敷として20〜30mm厚さに載置した移動パレット１上に、
上記の様な主原料および副原料、更に水分を添加して混
合・造粒した焼結鉱原料を300 〜600mm の厚さに層状に
敷き詰める。そして原料装入位置の直後に設置された点
火バーナー３によって、原料層の上部に存在する固体可
燃物（通常はコークス・ブリーズが使用される）に着火
する。原料層中にはブロワー４による上面から下方への
空気吸引によって空気が流れており、これによって燃焼
位置は上部から下方の可燃物へ徐々に燃え移っていく。
可燃物の燃焼発熱によって、原料充填物の一部が溶融
し、その後冷却されることによって原料粒子が相互に結
合し、その後クラッシャー（図示せず）によって約50mm
以下に破砕され、ふるい分けされて次工程で使用し易い
粒度に調整される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで焼結の際に
は、コークスに含まれるＮに起因して多量のＮＯｘが発
生し、このＮＯｘを処理する為には大規模な排煙脱硝設
備が必要となる。こうしたことからＮＯｘ発生量の少な
い焼結鉱製造技術が検討されている。ＮＯｘの発生する
条件は、燃焼ガス中にＯ₂ が多いこと、燃料中のＮが多
いこと等が考えられる。こうしたことから焼結の際にお
ける排ガス中のＮＯｘ低減技術は、これまで、焼結雰囲
気の酸化度を低減することを基本原理とするものが中心
であった。その具体的な方法としては、コークス配合量
の増加，吸引風量の低下，マグネタイト鉱（Ｆｅ₃ Ｏ
₄ ）の使用，塩基度の上昇等が採用されている。しかし
ながらこれらの方法は、ＮＯｘ低減という観点からすれ
ばそれなりの効果が発揮されていると言えるが、いずれ
も生産性の悪化を招く他、原料供給源の変更を余義なく
され、またそれに基づく品質変化を生じ、必ずしも満足
できる方法とは言えなかった。

【０００６】一方特開昭53-37103号や同54−56005 号等
には、コークス粒度を粗粒にして低ＮＯｘ化を図る技術
が提案されている。これらによれば、焼結用として通常
用いられるコークスは、粒径１mm未満のものを50％程度
含む微粒状のものであるが、コークス粒径を１〜２mm以
上の粗粒にすることによって低ＮＯｘ化が図れたとのこ
とである。一般にはコークス粒径を１〜２mm以上の粗粒
にすると、成品歩留まりの低下や落下強度の低下等の不
都合を招きやすいと考えられるが、これらの技術では吸
引風量を減らすことによって、これらの不都合を招くこ
となくＮＯｘ発生の低下が図られている様である。これ
らの発明は、コークスの燃焼を過剰酸素が存在しない様
な環境にすることを基本原理とするものと考えられる。

【０００７】しかしながらこれらの技術においても、次
に示す様な欠点がある。即ち、粗粒のコークスを使用す
る為には約１mmでふるい分けする必要があるが、焼結に
使用する全量のコークスをこの様な粒径で分級するに
は、大掛りな乾燥・ふるい分け設備が必要であり、また
当該設備を稼働する為のランニングコストが一層多く必
要となる。

【０００８】本発明はこの様な問題を解決する為になさ
れたものであって、その目的は、粗粒の固体可燃物の使
用量をできるだけ低減しつつ低ＮＯｘ化を図ることので
きる焼結鉱の製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明方法は、主原料である酸化鉄原料に、固体可燃物を
含む副原料を混合して焼結原料とし、該焼結原料を移動
パレット上に層状に載置して焼結鉱を製造するに当た
り、焼結原料層の最表層から10〜50mmまでの深さ部分に
存在する前記固体可燃物を、粒径0.5mm 以下のものが10
％以下になる様に粒度分布を調整して低ＮＯｘ化を図り
つつ操業を行なう点に要旨を有するものである。また本
発明では、焼結原料層の最表層から10〜50mmまでの部分
に存在する固体可燃物を、粒径１mm以下のものが10％以
下になる様に粒度分布を調整するのがより有効である。
さらに該表面層の固体可燃物の量はこれより下部層の量
より20〜30％増加させると有効である。

【００１０】

【作用】固体可燃物の粒度を調整する為には、破砕，ふ
るい分けの操作が必要になるのでこの様な操作をできる
だけ軽減すればランニングコストの低減が図れると期待
できる。本発明者らは、粗粒の固体可燃物の使用量をで
きるだけ低減しつつ低ＮＯｘ化を図るという観点から検
討した。その結果焼結原料層の最表層から10〜50mmまで
の深さ部分が、ＮＯｘ発生と密接な関係を有し、この部
分に存在する固体可燃物だけを、粒度0.5mm 以下のもの
（好ましくは１mm以下のもの）が10％以下になる様に粒
度分布を調整し、その量は該表層より下部の層の量より
20〜30％増加すると残余の部分に通常用いられている粒
度の固体可燃物を使用すれば、固体可燃物のすべてを粒
度調整する場合と同等以上の効果が得られることを見出
し、本発明を完成した。例えば原料層全層厚が300mm と
して、粒度分布を調整する層厚が50mmであるとすれば、
粒度を調整する必要のある固体可燃物の量は従来の16％
程度で済むことになる。上記の様に粒度分布を調整する
ことによって低ＮＯｘ化が図れた理由については全てを
解明した訳ではないが、おそらく固体可燃物が燃焼する
際、一層高温で燃焼し、燃焼反応面へのＯ₂ の供給量が
低下するためと思われる。

【００１１】本発明の目的を達成する為には、粒度分布
を調整した固体可燃物を含む層厚を最表層から10〜50mm
までの深さとする必要があるが、層厚が10mm未満では粒
度分布を調整した効果が得られず、50mmを超えると効果
が飽和するばかりか経済的に不利となる。尚粒度分布調
整については、層中の0.5mm 以下（または1.0mm 以下）
の固体可燃物の量が少なければ少ないほど効果が大きく
なるが、ふるいの性能を考慮すると10％以下程度は含有
せざるを得ない。

【００１２】混合する固体可燃物層の粒度および量を調
整した層を、焼結原料層の最表層からの層厚を10〜50mm
に形成する為の手段は特に限定されず、例えば次の様な
方法がある。即ち、(1) 図３に示す様に、上部層のため
のホッパー５，ミキサー２ａおよびフィーダー６等を設
け、これらによって粒度分布調整した上部層を形成する
方法、(2) 通常手段で装入した焼結原料層の上部10〜50
mmを掘り起こしながら、その部分の固体可燃物中の粒度
を１〜３mmのものが50％以上となる様に特定粒度の固体
可燃物を供給する方法等がある。

【００１３】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。

【００１４】

【実施例】次の手順にて焼結試験を行なった。まず直径
105mm ，高さ370mm の円筒型焼結鍋に床敷きとして製品
焼結鉱を50mm装入し、この上に表１に示した鉱石，石灰
石およびコークス（但し、コークスの含有量は4.05％，
粒度0.5 〜３mm）をドラムで回転混合して得た標準焼結
原料を（300-Ｘ）mm充填した。次にコークス・ブリーズ
の粒度と量を調整した原料をＸmm装入した。原料層にお
けるコークス・ブリーズの粒度分布を表２に、また試験
で使用したコークス・ブリーズの化学成分を表３に夫々
示す。

【００１５】

【表２】

【００１６】

【表３】

【００１７】原料を充填した鍋の下部からファンで空気
を吸引し、上部からプロパン・バーナーで充填層中のコ
ークスに着火した。このときファンの吸引圧が常時367m
mAqになるように吸引空気量を調整し、焼結が終了する
までこの圧力を維持した。尚焼結の終了は、火格子直下
の温度が一旦上昇し再び300 ℃に戻った時点とした。ま
た焼結必要時間は、火格子から上方70mm（床敷き上面の
上方20mm）の中央部に設置した熱電対によって温度を測
定し、この温度が冷却過程で1100℃に到達するまでの時
間を採用した。

【００１８】焼結ケーキの落下強度、生産率およびＮＯ
ｘ濃度を焼結必要時間と共に表４に示す。落下強度は、
全試料を２ｍの高さから鉄板上に４回落下して破砕した
ときに、4.8mm 以上の焼結鉱量の初期重量に対する重量
割合（％）で評価した。また生産率は［落下強度（％）
／焼結必要時間(min) ］の値で評価した。更に製造中に
生成したＮＯｘの濃度は、排ガスを１リットル／min 分
取し、水分除去した後赤外線分析器で連続測定した。尚
原料層におけるコークスの粒度分布がＮＯｘ発生挙動に
及ぼす影響について、代表例（試験Ｎo.１，３，６）を
取り挙げて図１に示した。

【００１９】

【表４】

【００２０】これらの結果から次の様に考察できる。ま
ず焼結原料充填層の上部の10〜50mmに存在するコークス
の粒径を１〜３mmにすると、該上部の粒径を0.5 〜3.0m
m にした場合に比べてＮＯｘ濃度が約20％低下し、粒径
を１mm未満にすると約11％上昇する。また上部に存在す
るコークスの粒径が１〜３mmのとき、生産率の低下は起
こっていない。尚本発明者らは、上部層のコークスの粒
径を３mm以上にすると、初期の着火に要する時間が長く
なって生産率が急激に悪くなることを確認している。

【００２１】これらのことから、焼結原料層の最表層か
ら10〜50mmまでの上部に存在するコークスを、粒径0.5m
m 以下（または1.0mm 以下）のものができるだけ少なく
なる様にすることが、ＮＯｘの低減に有効であることが
分かった。

【００２２】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、焼
結ベッドの最表層から10〜50mmまでの部分に存在する固
体可燃物の粒度分布だけを調整することによって、粗粒
の固体可燃物の使用量をできるだけ低減しつつ低ＮＯｘ
化が図ることができた。また本発明は、排燃脱硝設置を
設ける場合に比べて非常に安価に低ＮＯｘ化が達成さ
れ、その技術的役割は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】原料層におけるコークスの粒度分布がＮＯｘ発
生挙動に及ぼす影響を示すグラフである。

【図２】一般的な焼結機の概要を示す概略説明図であ
る。

【図３】本発明を実施する為の装置構成例を示す概略説
明図である。

【符号の説明】１移動パレット２ドラムミキサ３点火バーナー４ブロアー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主原料である酸化鉄原料に、固体可燃物
を含む副原料を混合して焼結原料とし、該焼結原料を移
動パレット上に層状に載置して焼結鉱を製造するに当た
り、焼結原料層の最表層から10〜50mmまでの深さ部分に
存在する前記固体可燃物を、粒径0.5mm 以下のものが10
％以下になる様に粒度分布を調整して低ＮＯｘ化を図り
つつ操業を行なうことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項２】焼結原料層の最表層から10〜50mmまでの
部分に存在する固体可燃物を、粒径１mm以下のものが10
％以下になる様に粒度分布を調整して行なう請求項１に
記載の製造方法。
【請求項３】焼結原料層の最表面から10〜50mmまでの
部分に存在する固体可燃物の量を、これより下部層の固
体可燃物の20〜30％増加させるように調整して行なう請
求項１または２に記載の製造方法。