JPH06212293A

JPH06212293A - 焼結鉱製造方法

Info

Publication number: JPH06212293A
Application number: JP1923793A
Authority: JP
Inventors: Daiko Konno; 乃光今野; Yozo Hosoya; 陽三細谷; Hisaaki Kamiyama; 久朗神山; Haruhisa Suzuki; 治久鈴木
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1993-01-12
Publication date: 1994-08-02

Abstract

(57)【要約】【目的】装入した原料上面から熱風を吹き付け、下方
に吸引して原料上層部を予熱してから点火して焼結する
ドワイトロイド式焼結機による予熱焼結法を改良する。【構成】原料装入装置５と点火炉１７の区間で、まず
原料上面へ熱風を吹き付けて下方から吸気して原料表層
部を乾燥予熱し、次いでマイクロ波を照射して原料表層
部を加熱昇温する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はドワイトロイド式焼結機
による予熱焼結法の改良に関するものであり、熱風で乾
燥予熱した焼結原料の表層部をマイクロ波で加熱昇温し
た後、点火焼結する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄鉱石の焼結に際しては、通常ドワイト
ロイド式焼結機が広く用いられている。この形式の焼結
機では点火炉内で配合原料の表面層に点火し、下向きに
吸気することにより原料層内の燃焼帯は漸次上層部から
中層部、下層部に移行してゆき、全焼結過程は１５〜２
０分程度で完了する。

【０００３】焼結鉱製造に際して重要なことは、焼結鉱
の品質を維持して生産率を最大とし、燃料原単位と点火
燃料原単位は最小とする方法を取ることである。従っ
て、実操業では焼結鉱の品質を維持する範囲内で、燃料
として添加しているコークスや無煙炭等の量、点火時の
燃料であるコークス炉ガスや微粉炭等の量は少なくする
方が良いのは当然である。

【０００４】ところが、いたずらに焼結原料への燃料の
配合割合や点火燃料の量を下げても良い結果が得られる
ものではなく、それらを大幅に低下させると焼結鉱品質
を悪化させたり、返鉱が多くなってむしろ燃料原単位や
点火燃料原単位の悪化を引き起こすことになる。

【０００５】上記したような焼結鉱製造方法の問題点を
解決する方法として、例えば特公昭５４−２４６８２号
公報には、ドワイトロイド式焼結機において、パレット
へ原料を供給する給鉱機と点火炉の間に熱風供給装置を
設置し、該熱風供給装置から原料上面へ熱風を吹き付け
て原料上層部のみを高温とし、この高温となった原料上
層部に順次点火することにより点火時の熱衝撃を緩和し
ながら焼結する焼結鉱製造方法が記載されている。

【０００６】また、特公昭５７−４５２９６号公報に
は、原料を層状とし上面から点火して焼結を行う焼結機
の給鉱機と点火炉の間に熱風供給装置を設け、ここから
原料上面へ熱風を吹き付けて下方から吸気し原料上層部
のみを乾燥した後点火炉で点火し、さらに点火炉後に熱
風供給装置を設けてここから熱風を吹き込み下方から吸
気しながら焼結反応を行わせる焼結鉱製造方法が記載さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記熱風による予熱焼
結法では、点火炉で原料表層部が受ける熱衝撃を緩和す
ることと乾燥帯を拡げることによる相対的な水分凝縮ゾ
ーンの低減により、点火後の燃焼用空気の吸引量が増加
して焼結時間が短縮され、かつ予熱された装入物上層部
のヒートパターンの最高温度が予熱しない場合よりも上
昇するので生産率や成品歩留、焼結鉱品質が向上し、燃
料原単位と点火燃料原単位も低減するが、熱風の温度以
上に予熱されることはなく、熱風源である焼結機排ガス
やクーラー排ガスの最高温度に近い４００℃近くの熱風
を吹き込んでも、原料表層部は例えば最高で３５０℃程
度とその予熱温度に限界があった。

【０００８】このように、ドワイトロイド式焼結機によ
る焼結法は原料層を介してその上方から下方に向けて吸
気するため原料上層部は通気によって焼結温度が他の部
位より低くなっており、上層部の焼結鉱の品質が低下し
易いという問題があり、より高温に保持することが望ま
れていた。

【０００９】また、原料表層部の燃料を予め着火温度近
傍の温度まで集中的に昇温できれば、大入熱による点火
条件を緩和した点火操作となるため、点火時に使用する
コークス炉ガス等の燃料を削減できる。また原料表層部
の燃料が急速に着火、燃焼するのでその集中した発熱効
果が中、下層の原料中燃料の燃焼に漸次波及するため、
粉コークスや無煙炭等の燃料の燃焼速度が大幅に向上
し、全層の層内最高温度が上昇することにより成品歩留
向上や燃料原単位の低減、ＮＯｘ発生量低減等の効果も
もたらすことになる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、装入した原料
上面から熱風を吹き付け、下方に吸引して原料上層部を
予熱してから点火して焼結する焼結鉱製造方法におい
て、原料装入装置と点火炉の区間で、まず原料上面へ熱
風を吹き付けて下方から吸気して原料表層部を乾燥予熱
し、次いでマイクロ波を照射して原料表層部を加熱昇温
することを特徴とする焼結鉱製造方法である。この際、
上記原料上面へ熱風を吹き付ける前あるいは熱風を吹き
付けながら固形炭素質物質を散布して該原料上面に燃料
層を形成すること、上記乾燥予熱した原料表層部の固形
炭素質物質を着火温度近傍まで加熱昇温することは好ま
しい。

【００１１】

【作用】本発明は、原料装入装置と点火炉の区間で、ま
ず原料上面へ熱風を吹き付けて下方から吸気して原料表
層部を乾燥予熱し、次いでマイクロ波を照射して原料表
層部を加熱昇温する。即ち、焼結点火前の原料表層部に
熱風を吹き付け、その顕熱で焼結原料の配合、混練時に
添加した水分の殆どを蒸発させて乾燥すると共に所定温
度まで予熱し、その状態で所定エネルギー量のマイクロ
波を所定時間照射するので、原料表層部に分散された状
態で介在する焼結用燃料、例えばコークスや無煙炭に優
先的に作用し、加熱昇温できる。その結果、後続する点
火後の原料上層部の焼結が高温で進行するので焼結鉱の
品質が向上する。

【００１２】原料表層部の加熱昇温に使用するマイクロ
波としては、ＩＳＮバンドとして２４５０ＭＨｚと９１
５ＭＨｚとが許可されており、何れかを選択使用でき
る。また所要のエネルギー量を確保するためには、例え
ば印加電力５ｋｗのマイクロ波発生装置を複数台設置
し、各発生装置からのマイクロ波を導波管で集めて照射
すればよい。

【００１３】また、原料上面へ熱風を吹き付ける前ある
いは熱風を吹き付けながら固形炭素質物質を散布して原
料上面に燃料層を形成すれば、原料上面に形成された燃
料層は吹き付けた熱風によって固形炭素質物質、例えば
コークスや無煙炭の付着水が充分に乾燥されると共に予
熱されているので、照射したマイクロ波は燃料層及び原
料表層部に分散して介在する焼結用燃料に優先的に作用
し、加熱昇温できる。その結果、後続する点火後の原料
上層部の発熱量が増大するので、原料上層部の焼結がよ
り高温で進行する。

【００１４】さらに、乾燥予熱した原料上層部の固形炭
素質物質をマイクロ波照射によって着火温度近傍まで加
熱昇温すれば、続く点火操作によって原料表層部の固形
炭素質物質は速やかに着火する。従って、点火帯の長さ
を短縮することができ、過剰の着火用燃料を削減でき
る。また、原料表層部に分散して介在する昇温された固
形炭素質物質は着火と共に所定の発熱量で集中的に燃焼
を開始するので、原料上層部の焼結が高温で進行する。

【００１５】固形炭素質物質の着火温度は炭素質物質の
種類、含有成分（揮発分量）等によって異なるが、着火
温度近傍まで昇温する程、後続する点火操作時に原料表
層部に分散して介在する焼結用燃料、あるいは原料上面
に形成した燃料層に瞬時に着火して集中的に燃焼でき
る。この着火温度に加熱温度が近づくほど上記効果が大
きいので、３５０℃以上、望ましくは７００℃まで昇温
する。尚、着火温度以上に昇温することは照射エネルギ
ーの損失となる。

【００１６】以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明
する。

【００１７】図１は本発明を実施する設備の概要図で、
焼結配合原料１はサーボホッパー２からドラムフィーダ
ー３、原料装入装置５を介してパレット６上に連続的に
供給され、パレット６内に層状に積層される。この間、
原料給鉱側のスプロケット４を回転させてパレット６を
所定の速度で移動させると共に、パレット６の下側に複
数個設けたウインドボックス８、メインダクト９、排ガ
ス集塵機１２を経て吸引ブロワー１３により吸気する。
点火炉１７は、積層原料７の上面に点火してパレット６
上の積層原料７が排鉱部に達する間に全層にわたって焼
結反応を完了させるように速度制御された連続運転が実
施される。

【００１８】上記したようなドワイトロイド式焼結機に
おいて、原料装入装置５と点火炉１７との間に熱風供給
装置１５、マイクロ波照射装置１６を設置する。従っ
て、積層原料７の上層部は供給された例えば２００〜４
００℃の熱風によって表層部の水分の殆どが蒸発され、
上層部は例えば１５０〜３５０℃に予熱される。この予
熱された積層原料７は、続いて照射されるマイクロ波の
照射エネルギー量、時間に対応して、原料表層部に分散
して介在する焼結用燃料、例えばコークスや無煙炭が優
先的に加熱され、例えば３５０〜７００℃に昇温され
る。

【００１９】熱風吹き付けとマイクロ波照射の組合せ態
様としては、上記したように熱風供給装置１５とマイク
ロ波照射装置１６を直列に配置する態様の他、図示はし
ていないが熱風供給装置内に複数のマイクロ波照射装置
をパレット６の長さ方向、所定間隔毎に配置する態様も
採用できる。

【００２０】上記したように、積層原料７の表層部をま
ず熱風供給装置１５からの熱風の吹き付け、吸引によっ
て乾燥、予熱した後、あるいは予熱しながらマイクロ波
照射装置１６からマイクロ波を照射するので、誘電体物
質である焼結用燃料が優先的に加熱昇温できる。マイク
ロ波照射による焼結用燃料の加熱温度の制御は、マイク
ロ波の照射エネルギー量を調節する方法、所定速度で移
動する積層原料７へのマイクロ波の照射面積を調節する
方法を単独あるいは組み合わせて使用することができ
る。

【００２１】また、原料上面に燃料層を形成する場合
は、熱風供給装置１５への配管途中に燃料ホッパー１８
と燃料吹き込み装置１９を設け、熱風吹き付けと共に固
形炭素質物質、例えばコークス粉を散布する方法、ある
いは熱風供給装置１５の上流側に燃料装入装置１４を設
置し、例えばコークス粉を選択的に装入する方法を採用
できる

【００２２】熱風供給装置１５の熱風は、焼結工程の一
部である冷却器２０の排気筒２１から排出される熱風、
ウインドボックス８から排出される所定温度以上の排ガ
スから排ガス導入管１０により流量調整弁１１、排ガス
集塵機１２’、吸引ブロワー１３’を介して得られる熱
風を単独あるいは組み合わせて使用することができる。

【００２３】

【実施例】表１に本実験に供した配合原料の配合割合を
示す。配合原料は種々の鉄鉱石および石灰石、生石灰、
蛇紋岩、スケール等の雑原料を焼結鉱中のＳｉＯ₂、Ａ
ｌ₂Ｏ₃がそれぞれ５．８％、１．８％になるように調
整し、塩基度は１．７になるように配合した。返鉱配合
率は１５％一定、コークス配合率は３．８％一定とし
た。

【００２４】

【表１】

【００２５】本実験は配合原料に返鉱、粉コークスを配
合後、添加水を添加してミキサーで混合、造粒し、４０
ｋｇ試験鍋にて層厚４００ｍｍ、負圧１２００ｍｍＡｑ
一定で実験を行った。この場合の実施例１の条件として
点火時間は１．５分間とし、点火前に３００℃熱風を
２．０分間吸引し、その時間の後半部分の１．５分後か
らマイクロ波（２５ＫＷ）を０．５分間照射した。

【００２６】実施例２では装入物である配合原料の表層
部に粉コークスを厚み６ｍｍに敷いて、点火前に３００
℃熱風を２．０分間吸引し、その時間の後半部分の１．
５分後からマイクロ波（２５ＫＷ）を０．５分間照射し
たのち点火（１．５分間）した。なお実施例１と同じ粉
コークス配合率になるように、実施例２では配合原料の
表層部に敷いた厚み６ｍｍの粉コークス量を配合原料中
の配合割合から引き算した値を粉コークス配合率とし
た。

【００２７】比較例１は点火前の乾燥・予熱を行わない
従来法、比較例２は点火前の乾燥・予熱のみを行う予熱
焼結法で装入物表層部は３１０℃まで昇温した。実施例
１は点火前の乾燥・予熱の後半にマイクロ波（２５ＫＷ
で３０秒間照射）で装入物表層部のみを４１０℃まで昇
温した予熱焼結法、実施例２は点火前に装入物表層に６
ｍｍ厚さの粉コークスを敷いた後乾燥・予熱を行い、そ
の後半部分にマイクロ波（２５ＫＷで３０秒間照射）で
装入物表層の粉コークスを４８０℃まで昇温した予熱焼
結法で実施した。

【００２８】図２に比較例１、２と実施例１、２の鍋試
験の生産率、焼結時間、成品歩留、粉コークス原単位、
点火用コークス炉ガス原単位、冷間強度（ＳＩ）、低温
還元粉化指数（ＲＤＩ）、ＮＯｘ排出量原単位を示す。
図３に比較例１、２と実施例１、２の代表的な焼結ベッ
ド層内ヒートパターン測定結果を示す。本発明法の実施
により、層内ヒートパターンの最高温度が上昇する。

【００２９】

【発明の効果】本発明によると、生産率は従来の予熱焼
結法と変わらず、成品歩留が大幅に向上し、コークス原
単位と点火用コークス炉ガス原単位が大幅に低減され、
ＳＩとＲＤＩが改善されて、ＮＯｘ排出量原単位も大幅
に低下する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する設備の概念図である。

【図２】本発明法の生産率、焼結時間、成品歩留、粉コ
ークス原単位、点火用コークス炉ガス原単位、冷間温度
（ＳＩ）、低温還元粉化指数（ＲＤＩ）、ＮＯｘ発生量
原単位への影響を示す鍋試験結果を示す図である。

【図３】焼結ベッド層内のヒートパターンを示す図であ
る。

【符号の説明】

１焼結配合原料２サージホッパー３ドラムフィーダー４スプロケット５原料装入装置６パレット７積層原料８ウインドボックス９メインダクト１０排ガス導入管１１流量調整弁１２、１２’ 排ガス集塵機１３、１３’ 吸引ブロワー１４燃料装入装置１５熱風供給装置１６マイクロ波照射装置１７点火炉１８燃料ホッパー１９燃料吹き込み装置２０冷却器２１排気筒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木治久愛知県東海市東海町５−３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装入した原料上面から熱風を吹き付け、
下方に吸引して原料上層部を予熱してから点火して焼結
する焼結鉱製造方法において、原料装入装置と点火炉の
区間で、まず原料上面へ熱風を吹き付けて下方から吸気
して原料表層部を乾燥予熱し、次いでマイクロ波を照射
して原料表層部を加熱昇温することを特徴とする焼結鉱
製造方法。
【請求項２】上記原料上面へ熱風を吹き付ける前ある
いは熱風を吹き付けながら固形炭素質物質を散布して該
原料上面に燃料層を形成することを特徴とする請求項１
記載の焼結鉱製造方法。
【請求項３】上記乾燥予熱した原料表層部の固形炭素
質物質を着火温度近傍まで加熱昇温することを特徴とす
る請求項２記載の焼結鉱製造方法。