JPH0791851A - 回転体を使用した焼結原料装入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱量不足の補償及び焼結時の通気性に有効な
粒度偏析を長期間にわたって一定した条件下で原料充填
層に付け、高い生産性で焼結鉱を製造する。 【構成】 ホッパー１に貯留した焼結原料２をドラムフ
ィーダ３から傾斜シュート４に送り出し、回転体１０を
経てパレット６に装入する。このとき、平板，角材等の
回転体１０を使用する。焼結原料２は、回転体１０の平
面部１１で更に分級され、パレット６の走行方向上流側
に分散流として送り込まれる。 【効果】 回転体１０は、焼結原料２の付着堆積が少な
い断面形状をもっている。そのため、長期間にわたり一
定した粒度偏析が原料充填層７に付けられ、焼結反応が
安定化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高さ方向に関し大きな
粒度偏析をもつ原料充填層が形成されるように焼結原料
を焼結機パレットに装入する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉装入原料である粉鉱石等の鉄鉱石
は、高炉内部の反応性，通気性等を高め、ひいては高炉
の生産性を上げるために、所定の粒径，強度等をもった
焼結鉱に加工されている。焼結鉱は、通常連続走行する
ベルトに搭載したパレットに焼結主原料をコークスや副
原料と共に装入し、原料充填層の上から下に向けて焼結
反応を進めることによって製造される。焼結原料は、パ
レット上に形成された原料充填層の斜面を転動しながら
パレットに装入される。このとき、細粒区分の転動距離
が短く、粗粒区分の転動距離が長くなる。その結果、原
料充填層は、上から下に向けて大きくなる粒径分布をも
つ。また、焼結原料が傾斜シュートを滑走している間で
も、細粒区分及び粗粒区分がそれぞれ下層及び上層とな
った滑走流が形成され、この滑走流の粒度分布も原料充
填層に反映される。

【０００３】上から下に向けて大きくなる粒径分布は、
焼結時の通気性を改善し、均一な焼結反応を確保する上
で必要である。この点、単に傾斜シュートを滑走した焼
結原料を原料充填層の斜面に沿って転動させるだけでは
不十分である。そこで、原料充填層の粒度偏析を強化さ
せることが要求され、種々の原料装入方式が提案されて
いる。たとえば、特開昭６２−１３０２２６号公報で
は、粒度構成が異なる焼結原料を２段に積層する方法が
紹介されている。また、特公平４−４３７８号公報，特
公平４−６７７６号公報等では、モーゲン篩に属する複
数の棒条材からなるフルイを傾斜シュートの下位側に配
置している。本発明者等も、粒度偏析が強化された原料
充填層を形成するように、回転体を使用して焼結原料を
装入する方法を開発し、特願平５−６７８４７号として
出願した。

【０００４】この方法では、図１に示す設備構成の装置
を使用する。ホッパー１に収容されている焼結原料２
は、ホッパー１の下部に設けられているドラムフィーダ
３で定量切り出され、傾斜シュート４上に落下する。焼
結原料２は、傾斜シュート４上を滑走し、傾斜シュート
４の下位側に配置した回転体５によってパレット６上に
分散供給される。焼結原料２は、傾斜シュート４を滑走
している間に、粒径が下から上に向かって大きくなった
粒度分布をもつ流れとなる。粒度偏析が付けられた焼結
原料２は、傾斜シュート４から回転体５に送られ、パレ
ット６の進行方向に関して広い範囲で原料充填層７の傾
斜面７ａに分配される。

【０００５】広範囲に分配された焼結原料２は、傾斜シ
ュート４を滑走するときの運動エネルギー及び回転体５
で付与された運動エネルギーによって傾斜面７ａを転動
する。このとき、粗粒ほど転動距離が長くなるため、原
料充填層７の高さ方向に関する偏析が強化される。ま
た、焼結原料２が安息角を超えて局部的に堆積すること
がないので、傾斜面７ａに送り込まれた焼結原料２のナ
ダレ現象に起因した粒度偏析の不連続や圧密化が防止さ
れる。原料充填層７は、均し板８でパレット６の幅方向
に関する厚み分布が調整された後、点火炉９で表層部が
点火される。パレット６の下方に配置した風箱（図示せ
ず）により、空気，酸素富化空気等を上から下に吸引し
ているので、原料充填層７の表層部から下層部に向けて
焼結反応が漸次進行する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】長時間にわたって焼結
原料２を連続的に装入するとき、回転体５の分散性能が
経時的に変化することがある。その結果、原料充填層７
に付与する粒度偏析が変動し、一定した品質の焼結鉱が
得られなくなる虞れがある。回転体５の分散性能を変動
させる要因には、傾斜シュート４を滑走してきた焼結原
料２が回転体５の羽根に衝突することによる羽根の摩
耗，変形等が掲げられる。この点、回転軸に羽根を単に
取り付けただけの回転体５では、羽根の摩耗や変形が避
けられない。水分の多い焼結原料２は、付着性が強く、
回転体５に設けた羽根の間に付着残留し易い。一旦焼結
原料２が付着すると、後続する焼結原料によって付着堆
積物が急速に大きく成長する。そのため、羽根の間に焼
結原料２を一次的に収容する能力が変動し、初期の分散
性能が維持されない。本発明は、このような問題を解消
すべく案出されたものであり、羽根に代わる角部が一体
的に形成された回転体を使用することにより、長期間に
わたって一定した偏析強度を原料充填層に付け、均質な
焼結反応を行わせ、高品質の焼結鉱を高歩留りで製造す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の焼結原料装入装
置は、その目的を達成するため、焼結原料を貯留するホ
ッパーと、該ホッパーの下部に設けられた定量切出し機
構と、切り出された前記焼結原料が落下し滑走する傾斜
シュートと、該傾斜シュートの下位側に配置され、角型
断面をもつ回転体を備えている。角型断面は、平面部が
内側に湾曲しているものでもよい。焼結原料は、回転体
の平面部を経てパレットに送り出される。たとえば、図
２（ａ）に示すように、三角形状の断面をもつ回転体１
０を、傾斜シュート４の下位側に配置する。回転体１０
は、その断面形状から、平面部１１及び角部１２が軸方
向に延びている。回転体１０の中心部には回転軸１３が
取り付けられ、回転軸１３に適宜の駆動源から動力が伝
達される。この回転体１０には、羽根を取り付けた回転
体５にみられる鋭角的な凹部がない。

【０００８】鍛造，押出し，圧延等によって種々の断面
形状に成形した回転体を使用することができる。図３
（ａ）は正方形断面をもつ回転体１０を示し、図３
（ｂ）は六角形状断面をもつ回転体１０を示す。或い
は、図３（ｃ）に示すように平板を回転体１０とするこ
とも可能である。何れの場合も、回転体１０の本体両端
面から回転軸１３を突出させている。更に、角形断面を
もつ回転体１０の平面部１１を、図４に示すように内側
に湾曲させることも可能である。湾曲した平面部１４
は、焼結原料２を一次的に収容する凹部１５を形成する
ため、焼結原料２を捕捉する能力が大きくなる。

【０００９】回転体１０に受け止められた焼結原料２
は、回転体１０の回転に伴って平面部１１を滑走しなが
ら、回転体１０から傾斜面７ａに向けて送り出される。
このとき、小径の原料は、丸いものが多いため、平面部
１１を円滑に滑り、早い段階で回転体１０から落下す
る。これに対して、大径の原料は、鋭角的な角部をもつ
異形粒子が多く、滑りが悪い。そのため、小径原料に比
較して遅い時点まで回転体１０に捕捉され、回転体１０
の回転モーメントによって飛ばされる割合が多くなる。

【００１０】すなわち、平面部１１をもつ回転体１０を
使用するとき、焼結原料２の小径粒子が回転体１０の近
傍にある傾斜面７ａに、大径粒子が回転体１０から遠い
傾斜面７ａに送り込まれる。傾斜面７ａに達したそれぞ
れの原料粒子は、更に転動して分級される。回転体１０
による分級作用に重点をおくとき、平面部１１上を転動
又は滑走する距離が最も長い平板状の回転体（図３ｃ）
が有利である。また、図４に示す凹部１５は、大径粒子
を捕捉する作用が大きい。このようにして形成された原
料充填層７は、下層部から表層部に向けて粒径が小さく
なる粒度偏析がつけられている。そのため、下層部では
通気性が確保され、上層部では熱量不足が補償される。
また、原料充填層７の内部に、焼きムラの原因となる粗
粒及び細粒のサンドイッチ構造が発生しない。その結
果、原料充填層７の厚み方向に関して均質な焼結反応が
行われ、焼き不足や焼きすぎ等を生じることなく、高品
質の焼結鉱が高い歩留りで製造される。

【００１１】

【実施例】

実施例１：硬質鋼材を一辺５２０ｍｍの三角形状断面を
もつ角材に加工し、両端面に回転軸を一体的に形成し
た。作製された回転体１０を、傾斜シュート４の下位側
に配置した。このとき、回転体１０の角部１２が傾斜シ
ュート４の下位側端部に最も接近する距離を、水平方向
で１０ｍｍ，垂直方向で１０ｍｍに設定した。粒度分布
を表１に示す平均粒径３．２ｍｍの焼結原料２を、表２
に示す装入条件でホッパー１から傾斜シュート４及び回
転体１０を介して焼結機のパレット６に装入した。回転
体１０は、モータ駆動によって毎分２５０回転の速度で
回転させた。装入された焼結原料２は、傾斜シュート４
から回転体１０に送り出され、回転体１０の回転によっ
てパレット６の走行方向上流側に強制的に送り出され
た。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】連続装入試験後に、上層部から下層部に向
かう垂直方向に沿って連続的に原料充填層７から試料を
採取し、原料充填層７の高さ方向に関する平均粒度を調
査した。調査結果を、従来の傾斜シュートのみを使用し
た場合と比較して図５に示す。図５から明らかなよう
に、傾斜シュート４のみを使用した従来法では、原料充
填層７の上層部と下層部との間の原料粒度の差は１．０
５ｍｍと小さいものであった。しかも、ナダレ現象の発
生に起因するものと考えられる原料粒度の不連続的な変
化が上層部と下層部との間に検出された。

【００１５】これに対して、傾斜シュート４に回転体１
０を組み合わせた本発明法によるとき、原料粒度の差
は、原料充填層７の上層部と下層部との間で３．２ｍｍ
と大きくなっていた。しかも、原料粒度の不連続点が検
出されず、原料充填層７の高さ方向に関し粒度分布の傾
斜角度が小さくなっていた。このことから、パレット６
上に形成された原料充填層７は、優れた粒度偏析をもっ
ていることが判る。この大きな粒度偏析は、原料装入を
延べ６時間行った場合でも維持されていた。比較のた
め、羽根を付けた回転体５（図１）を組み込んだ装置を
使用し、同様な条件下で焼結原料２を装入した。羽根を
付けた回転体５を使用したものでは、装入当初には原料
充填層７の上層部と下層部との間で３．４ｍｍと大きな
原料粒度差が付けられたが、装入４時間後には原料粒度
差が２．８ｍｍと小さくなった。また、羽根の間に、多
量の焼結原料２が付着堆積していた。この対比から明ら
かなように、本発明に従った回転体１０は、長期間にわ
たり所定の偏析強度をもった原料充填層７を形成する上
で有効なことが判る。

【００１６】実施例２：下面に開口率１５％で直径５ｍ
ｍの通風孔が形成された焼成ボックスを使用し、底面に
予め床敷き鉱を敷いた。次いで、各種鉄鉱石を、表３に
示す配合割合で副原料，コークス，返鉱等と配合し、実
施例１と同様な条件下でパレット６に装入した。使用し
た各鉄鉱石等は、表１と同様な粒度構成をもっていた。

【００１７】

【表３】

【００１８】回転体１０を使用して焼結原料２を装入し
た本発明例では、実施例１と同様に原料充填層７の上層
部と下層部との間に、３．２ｍｍの原料粒度差が付けら
れた。他方、回転体１０を使用することなく焼結原料２
を傾斜シュート４からパレット６に装入したときには、
原料粒度差が１．０５ｍｍと小さくなった。パレット６
に装入された原料充填層７の充填密度及び粒度分布が変
化しないように、パレット６の所定位置で原料充填層７
を垂直方向に切断し、前後のパレット６を分離した。切
断面に耐火物を内装した耐火壁を取り付け、ボックス状
に組み立てて焼成ボックスとした。焼結原料２が充填さ
れた焼成ボックスを風箱の上に載せ、原料充填層７の表
層部に着火し、吸引負圧１０．７９ｋＰａの一定条件下
でブロアーにより空気を下方吸引しながら焼結反応を原
料充填層７の上層から下層に進行させる焼結試験を行っ
た。なお、表４における比較例は、回転体１０を設置す
ることなく、傾斜シュート４からパレット６に焼結原料
２を直接装入した場合である。また、焼結時の通気性
は、通気指数（ＪＰＵ）及び焼成速度（ＦＦＳ）で評価
した。

【００１９】

【表４】

【００２０】試験結果を示す表４から明らかなように、
角型断面をもつ回転体１０を使用した本発明例では、原
料充填層７の通気性が改善され、焼結時間が短くなって
いることが判る。また、歩留りが向上し、結果として焼
結鉱の生産性が向上した。焼結鉱の品質を示すＪＩＳ還
元率（ＲＩ）及び低温還元粉化指数（ＲＤＩ）は、回転
体１０を使用することなく焼結原料を装入した比較例に
比べて若干高い値を示しているが、本質的に大差のない
ものであった。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、傾斜シュートから焼結機パレットに至る焼結原料の
流動通過の途中に配置する回転体として、軸方向に延び
る平面部及び角部をもつ角型断面形状の回転体を使用し
ている。回転体には焼結原料が付着堆積し易い鋭角的な
凹部がなく、平面部によって粗粒区分が更に分級作用を
受ける。回転体を通過した焼結原料は、パレットの走行
方向に関して広い範囲にわたる分散流として装入され、
粒度偏析が強化された原料充填層を形成する。しかも、
原料充填層の粒度偏析は、原料装入を長時間連続させた
場合でも変動が少ない。そのため、焼結反応が安定化且
つ迅速化し、一定した高品質の焼結鉱が高い歩留りで製
造される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 傾斜シュートの下位側に回転体を配置した焼
結原料装入装置

【図２】 本発明に従った回転体を組み込んだ焼結原料
装入装置の要部（ａ）及び焼結原料の落下状態（ｂ）

【図３】 断面形状が異なる他の回転体

【図４】 内側に湾曲した平面部をもつ回転体

【図５】 本発明に従った回転体が粒度偏析に与える影
響を、回転体を使用しない従来例と対比して示したグラ
フ

【符号の説明】

１：ホッパー ２：焼結原料 ３：ドラムフィーダ
（定量切出し機構） ４：傾斜シュート ４ａ：傾斜シュートの下位側端部
６：パレット ７：原料充填層 ７ａ：傾斜面
１０：回転体 １１：平面部 １２：角部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有冨 暢一 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株式 会社鉄鋼研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼結原料を貯留するホッパーと、該ホッ
   パーの下部に設けられた定量切出し機構と、切り出され
   た前記焼結原料が落下し滑走する傾斜シュートと、該傾
   斜シュートの下位側に配置され、角型断面をもつ回転体
   を備え、前記焼結原料は、前記回転体に接触した後、或
   いは一部が前記傾斜シュートの下位側端部と前記回転体
   との間から落下し、残部が前記回転体に接触した後、パ
   レットに送り出される焼結原料装入装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回転体は、平面部が内側
   に湾曲した角型断面をもつものである焼結原料装入装
   置。