JPH0663046B2 - 焼結機点火炉の燃焼方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、微粉炭を燃料とする焼結機点火炉の燃焼方法
に関するものである。

本発明の目的とするところは、製鉄又は非鉄金属等の製
錬の原料工程における焼結鉱の製造をより安価に行うこ
とにある。

「従来の技術」 従来、燃焼機点火炉の燃料には、高炉ガスやコークス炉
ガスに気体燃料か灯油や重油の液体燃料の専焼もしく
は、微粉炭とコークス炉ガスとの混焼燃料が用いられて
いるので、いづれも微粉炭専焼に比して、その燃料費が
高く、焼結鉱の製造原価が高い一因となつていた。

そこで本発明者らは、より安価な焼結機点火炉の燃料を
種々検討した結果、微粉炭を専焼とすることに結論が至
つた。その理由は、微粉炭の原料となる石炭はコークス
原料もしくは近年の製鉄所において一般的となりつつあ
る高炉への微粉吹込の原料として製鉄所で通常取扱いが
行なわれているものであつて、入手も容易であるし、毒
性・安全性の面でも従来の燃料よりも優位であつて、も
ちろん安価であるからでもある。

ただし前記のごとく、微粉炭燃料は従来燃料に比して優
位な面があるにもかかわらず、今日まで微粉炭専焼の焼
結機点火炉は実施されておらず、微粉炭を焼結機点火炉
に用いる際には、コークス炉ガスや微粉コークスとの混
焼にて使用されているにすぎない。これらコークス炉ガ
スや微粉コークスは当然石炭を原料として生産された物
であるので、価格は微粉炭に比して当然高価であるの
で、微粉炭専焼の場合よりその発熱量当りの単価も高く
なる。又微粉コークスとの混焼の場合は、その両者の混
合という工程が専焼に比して余分に必要となるし、コー
クス炉ガスとの混焼の場合は、コークス炉ガス及び微粉
炭それぞれ単独の制御系統が必要となる等の燃焼システ
ム全体が複雑となるという欠点も有している。

「発明が解決しようとする問題点」 従来焼結機点火炉に微粉炭燃料が専焼されなかつた理由
は以下の理由によると思われる。

つまり焼結機点火炉の最大の使命は、最低の燃焼量に
て、点火炉内に入つたパレット上の焼結原料表面に均一
に点火することにあるので、点火方式としては、炉頂部
に複数個のバーナを設けて、複数のバーナの形成する複
数のフレームが焼結原料表面に近接し、ほぼ均一の焼結
原料表面温度となるように燃焼されている。

ところが通常点火炉の側部では、点火炉側壁からの放熱
と、点火炉側壁とパレット側板部との間からの侵入空気
により点火炉側壁側の焼結原料表面温度は中央部に比し
て低温となる傾向があるので、全表面均一に点火するた
めには、通常点火炉両側壁部側のバーナにおける燃焼量
を、中央部に比して大とするように調節することが良い
とされている。

上記のように複数のバーナを設け、その一部を単独に燃
焼量調節することは、気体燃料もしくは液体燃料専焼で
あれば、過去の経験や市販の優れた機器等により容易で
ある。しかしながら微粉炭を焼結機点火炉の燃料として
用いる場合は、微粉炭は、空気もしくは窒素等単独もし
くは両者の混合気体を搬送担体として微粉炭との固気混
相流として配管中を輸送して、バーナへ送り込まなけれ
ばならないために、従来の気体燃料や液体燃料と同様に
簡単に配管中に設けた流量検知器や流量調節弁によつて
流量を制御することは困難であると考えられる。なぜな
ら制御弁によつて制御した場合、制御弁個所にて閉塞が
生じるし、弁自体が摩耗するため、実用的ではないから
である。よつて通常微粉炭量の制御は、微粉炭の切出し
量を、微粉炭貯槽の微粉炭重量と槽自重の合計値の変化
として、ロードセルにて検知し、実際に切出す装置であ
るテーブルフィーダーの回転数を変化させることによつ
て行つているが、以上の微粉炭貯槽・ロードセル及びテ
ーブルフィーダー等によつて構成される計量供給器は非
常に高価である。よつて前述のごとく焼結機点火炉にお
いて均一な点火を行うため複数のバーナ個々に燃焼量調
節のために計量供給器を設けた場合は、設備全体の投資
額が過大となり、いかに微粉炭が安価であつても、使用
に供することはできなつた。

よつて従来焼結機点火炉燃料に微粉炭を用いる場合は、
微粉炭専焼とすることができず、微粉炭を一次燃料とし
て、ほぼ一定量の一台の切出し装置で切出して各バーナ
に分配器によつて分配し、流量の検出や調節が容易であ
るコークス炉ガス等を二次燃料として同一混焼バーナに
て燃焼させ、その二次燃料の燃焼量を調節することによ
り均一な点火性を得ていた。しかしながら当然この場合
は、微粉炭に比して高価なコークス炉ガスを混焼させる
ため、全体の燃料費は微粉炭専焼に比して高くなつてい
た。

「問題を解決するための手段」 そこで本発明者らは、焼結機点火炉において微粉炭専焼
を可能ならしめるために、焼結機点火炉の点火性に関す
る基礎的研究を十分行なつた結果本発明を完成するに至
つた。すなわち本発明は、焼結機のパレット上の焼結原
料に点火炉において、複数の微粉炭バーナをパレットの
上方一定範囲に配置するに際し、該バーナによる焼結原
料の点火性を均一化すべく、点火炉両側部には、前後方
向に一定間隔にて複数のバーナを配置した状態において
パレット進行方向と並行な左右に系列分けすると共に、
点火炉中央部には、幅方向に前記両側部のバーナを含め
一定間隔にて複数のバーナを配置した状態においてパレ
ット進行方向と同じ前後方向に前記両側の前後方向に配
置したバーナの間隔と等しい間隔にて系列分けし、点火
炉炉温より得られた信号に基づき、分配供給器から各系
列毎に配置した計量供給器で微粉炭を所定量切り出し、
各計量供給器に設けられたエゼクターを介して各バーナ
に向けて系列分けして配管された各搬送主配管に制御分
配すると共にこの主配管の途中に分配器を設け該分配器
からそれぞれ枝管を介して系列分けされた複数の各バー
ナに微粉炭と空気の固気混相流を送り込むことにより、
パレットの前後方向及び幅方向おける燃焼をほぼ均一化
にしたことを特徴とする焼結機点火炉の燃焼方法であ
る。

以下本発明の詳細を説明する。

つまり第１図に示す如く、一般的焼結機点火炉の一例に
おいて、８本の微粉炭バーナが設けられているとすれ
ば、点火炉炉体の内部を、焼結原料は、点火炉給鉱側
口より入り、点火炉排鉱側口へ向つて流れていくの
であるが、その点火の均一の為に、８本すべての微粉炭
バーナの微粉炭燃焼量を個々に制御する必要は無く、
点火炉給鉱側口より見て、左右両端の流れ方向と並行
の微粉炭バーナ２基づつ２組（Ａ、Ｄ）、中央の流れ
方向と直角の微粉炭バーナ２基づつ２組（Ａ、Ｄ）、
中央の流れ方向と直角の微粉炭バーナ２基づつ２組
（Ｂ、Ｃ）、つまり合計Ａ、Ｂ、Ｃ、D4組の微粉炭バー
ナの系列に分けて、系列ごとに燃焼量を調節すれば、
焼結機点火炉の、左右側壁の炉中央部に比してより大き
い炉壁よりの放熱及び外気混入負荷に対応するために燃
焼量を左右側壁の方を中央部より大とすることが可能で
あるし、さらにもしその左右両側の放熱・外気負荷が異
なる場合でも、左右の燃焼量もそれぞれ変化させること
ができるので問題は無いと考えた。又中央部の４本の微
粉炭バーナも、焼結原料の進行方向と直角の微粉炭バ
ーナ２基づつ２組の系列B,Cの系列に分けられている
からなら、もし点火性の良好な焼結原料を点火する場合
には、前後いづれかの系列の燃焼量を低下させることが
可能となり、全体として点火炉における燃料消費量の低
下を可能ならしめることが判明した。

よつて本発明者らは、微粉炭バーナ８基に対して、そ
れぞれ微粉炭バーナを前述のＡ、Ｂ、Ｃ、D4つの系列
に分け、４基の計量供給器より点火炉炉温より与えら
れた信号によつて、指定量の微粉炭を切り出し、４基の
エゼクターに送り、搬送空気ブロアーにより送られ
る搬送空気に混合して４本の搬送主配管によつて固気
混相流として搬送し、４本の搬搬送主配管には、それ
ぞれに分配器を設けて、これにより微粉炭と空気の固
気混相流を、ほぼ均一に二分させ、同系列内の２本の微
粉炭バーナに送り燃焼させるものとした。

この方法によれば計量供給器は微粉炭バーナの数と同
数の８基設置する必要は無く、半分の４基を設置するだ
けで、均一な点火性を保持し最適な燃焼パターンを作り
だすことができるという確信を得たので、本発明者ら
は、下記実施例に記した様な実機試験を行つた。

「実施例」 第１図がその実施例のフローシートであるが、粒度を20
0メッシュ以下75％以上、水分値を２％以下とした微粉
炭を、微粉炭ホッパーへと投入し、分配供給器によ
つて、４基の計量供給器に分配する。計量供給器で
は、点火炉炉温を測定することにより発生した信号によ
つて、指定量の微粉炭が切り出され、搬送空気ブロアー
よりの空気と、エゼクターで混合され、４系列の固
気混相流となつて、搬送主配管を流れる。搬送主配管
には、それぞれ分配器が設けられており、２つの搬
送板配管に分かれ、合計８本の配管となつて、それぞ
れの微粉炭バーナへ微粉炭を供給する。

第２図は、実施例に用いた微粉炭バーナの断面を示し
ている。微粉炭と空気の固気混相流は、微粉炭入口よ
り入り、その先端から炉内に入つて燃焼する。その燃焼
用空気は、一次燃焼空気口及び二次燃焼空気口より
供給される。又微粉炭供給が停止した場合の代替燃料と
して重油も使用できるる様に、中央にオイルバーナも
設けられている。

「発明の効果」 当発明の実施例でのデータによると、燃料消費量は、従
来のＣ重油と実施例の微粉炭燃料での、焼結鉱1TON当り
の消費熱量での比較では、前者が10,7000Kcal／Ｔで、
後者が10,080Kcal／Ｔとなり約5.8％の燃料消費量低減
が可能であつた。

又第１図に示すＡ・Ｂ・Ｃ・Ｄの４系列内の各微粉炭バ
ーナ２本の供給誤差はそれぞれ、±0.47％、±0.87％、
±1.03％、±0.97％でありその分配効果は良好であつ
た。

さらに第１図に示すA:B:C:Dの４系列の微粉炭供給量比
を種々変化させて焼結原料のパレット巾方向の点火の均
一性について、巾方向12点の表層SIを調べてその良否を
判断した。表層SIとは点火して焼結した焼結鉱を表面か
ら厚さ150mmサンプリングして篩分け、篩分け後10mm以
上の大きさのものをJIS−Ｍ−8711に基づいて強度試験
した値である。その結果を第３図に示したが、図中A:B:
C:Dの比率は試験時の全燃焼量を100とした場合のそれぞ
れの系列の燃焼量の比率を表わしたものであるが、A:B:
C:Dの燃焼の比率が27:23:23:27の場合が記号「・」にて
示されているように最もパレット全巾にわたつて平均的
かつ良好な表層SIを示したので、その比率で試験を続け
た処、点火炉温度分布は1060℃〜1180℃とほぼ均一であ
つて、従来のＣ重油燃焼時に比して前述のごとく少ない
熱量でパレット全巾にわたつてより良い点火性を示し
た。

以上の結果により、本発明の効果は良好で、長期運転を
続ければ、本実施例でいえば、Ｃ重油燃料と微粉炭燃料
との発熱量当りの単価の差により、多大の効果を連続し
て得ることが可能であることが判明した。

また、通常微粉炭燃料を使用する際に、非常に大きな問
題となるところの燃料に含まれ、燃焼とともに発生する
灰の処理も、焼結機点火炉においては炉体上部にて燃焼
し、焼結原料を通じて排気されるため、そのほとんどが
焼結原料表面に捕集され、既設の電気集塵機の新たな負
荷とはならず、又灰自体は、焼結原料中のコークスに
も、そもそも含まれているものであつて、その量からす
れば、微々たる増加でしか無いので、表面に捕集された
灰が、焼結鉱に同伴されても何んら問題は生じなかつ
た。

その結果、本発明の焼結機のパレット上の焼結原料に点
火する点火炉において、複数の微粉炭バーナを設けて、
該バーナを焼結原料の点火性を均一化すべく炉に応じた
系列分けを行い、各系列ごとに個別に供給量を制御され
た微粉炭を燃料として燃焼することを特徴とする焼結機
点火炉の燃焼方法によれば、従来に比して安価な焼結鉱
を生産することができ、極めて有効な発明である。

但し当該本発明の効果は、実施例に示した微粉炭バーナ
８本又その計量供給器４基の場合にのみ限定されるもの
ではなく、又微粉炭バーナの組合せ方法も、本実施例の
方法のみに限定されるものではなく、それぞれの焼結機
点火炉の性質に応じた方法で行えば、同様の効果がある
ことは、明らかである。例えば点火炉の巾方向に一例６
本の微粉炭バーナを設置した焼結機点火炉に本発明の燃
焼方法を適用する場合は、６本の微粉炭バーナを、両端
の２本づつの２組、中央の２本を１組、合計３系列に分
けて、３基の計量供給器にて微粉炭を計量供給し、炉の
性質に応じてその微粉炭供給量比を変化させる。その場
合のある例でいえば、供給量総量を100とすると、左
端：中央：右端の供給量の比を35:30:35とすれば、両端
の温度降下を防ぐことが可能となり、ほぼ均一の点火性
を保持できる。つまりこの例でいえば、６本の微粉炭バ
ーナに対して半分の３基の計量供給装置を設置するだけ
で、均一点火性を保持した良好な微粉炭専焼焼結機点火
炉とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は微粉炭を燃料とする焼結機点火炉の実施例のフ
ローシート、第２図は本設備に用いる微粉炭燃焼バーナ
の主要部の断面図で、第３図は、各微粉炭バーナ系列の
燃焼比率を変化させた場合の、焼結機幅方向位置におけ
る表層SIの変化を示す図である。 １……微粉炭ホッパー、２……分配供給器、３……計量
供給器、４……エゼクター、５……搬送空気ブロアー、
６……搬送主配管、７……分配器、８……搬送枝配管、
９……微粉炭入口、10……微粉炭バーナ、11……コンバ
スター、12……点火炉炉体、13……点火炉給鉱側口、14
……点火炉排鉱側口、15……一次燃焼空気口、16……二
次燃焼空気口、17……オイルバーナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 勝利 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株式 会社呉製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭59−133333（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】焼結機のパレット上の焼結原料に点火する
   点火炉において、複数の微粉炭バーナをパレットの上方
   一定範囲に配置するに際し、該バーナによる焼結原料の
   点火性を均一化すべく、点火炉両側部には、前後方向に
   一定間隔にて複数のバーナを配置した状態においてパレ
   ット進行方向と並行な左右に系列分けすると共に、点火
   炉中央部には、幅方向に前記両側部のバーナを含め一定
   間隔にて複数のバーナを配置した状態においてパレット
   進行方向と同じ前後方向に前記両側の前後方向に配置し
   たバーナの間隔と等しいか各にて系列分けし、点火炉炉
   温より得られた信号に基づき、分配供給器から各系列毎
   に配置した計量供給器で微粉炭を所定量切り出し、各計
   量供給器に設けられたエゼクターを介して各バーナに向
   けて系列分けして配管された各搬送主配管に制御分配す
   ると共にこの主配管の途中に分配器を設け該分配器から
   それぞれ枝管を介して系列分けされた複数の各バーナに
   微粉炭と空気の固気混相流を送り込むことにより、パレ
   ットの前後方向及び幅方向における燃焼をほぼ均一にし
   たことを特徴とする焼結機点火炉の燃焼方法。