JPH0791852A - 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、回転可能なクラ
ンプ１３で両端が把持された平板，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
受け止められ、パレット６の走行方向上流側に幅広の分
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。また、摩耗した回転体１０は、容易に交換
される。

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。また、焼結原料の付着堆積によっても、
回転体５の性能が変化する。回転体５の性能を一定に維
持する手段としては、耐摩耗性，耐変形性に優れ、焼結
原料が付着堆積しにくい形状に回転体５を設計すること
が考えられる。しかし、長期間の使用によって回転体５
が摩耗することは避けられない。また、焼結原料は、回
転体５に強固に付着堆積しているため、除去作業に手数
がかかる。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、交換が容易で且つ安価な部材を回転
体として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。この回転体は、両端
が回転自在なクランプで支持され、摩耗したときに新規
な部材と容易に交換される。

【０００８】たとえば、図２（ａ）に示すように、平板
状の回転体１０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の両端部
は、回転軸１３の先端に固着されているクランプ１４で
把持される。回転軸１３に適宜の駆動源から動力が伝達
され、回転体１０が矢印方向に回転する。この回転体１
０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。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）は三角形断面をもつ回転体１０を、図３（ｂ）は
正方形断面をもつ回転体１０を、図３（ｃ）は六角形状
断面をもつ回転体１０を示す。また、クランプ１４も、
回転体１０の断面形状に対応したものを使用する。

【０００９】角型断面をもつ回転体１０では、図４にそ
れぞれ示すように内側に湾曲した平面部１１を形成する
ことも可能である。平面部１１は、焼結原料２を一次的
に収容する凹部１５を区画する。凹部１５によって、焼
結原料２を捕捉する能力が大きくなる。傾斜シュート４
を滑走してきた焼結原料２は、回転体１０で受け止めら
れ、回転体１０の回転に伴って平面部１１を滑走しなが
ら、パレット６の進行方向に関して広がった分散流とし
て回転体１０から傾斜面７ａに向けて送り出される。こ
のようにして形成された原料充填層７は、ナダレ現象が
抑制された条件下で粒径に応じて転動距離が変わり、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。

【００１０】しかし、焼結原料２の装入を長期間にわた
って連続するとき、焼結原料２の衝撃によって回転体１
０が摩耗する。摩耗により減肉した回転体１０は、破損
し易くなる。破損しないまでも、中央部の撓み量が大き
くなり、焼結原料２に及ぼす作用が回転体１０の軸方向
で異なってくる。そこで、目視等によって回転体１０の
摩耗進行が観察されるとき、或いは原料充填層７の粒度
偏析に幅方向に関する変動がみられるとき、回転体１０
をクランパ１４から解放し、新規な回転体１０をクラン
プする。たとえば図２に示す平板状の回転体１０は、製
鉄工場では容易に且つ安価に入手できるものであるた
め、交換に伴う経費負担がかさむことはない。また、複
数対のクランプ１４を配置し、一方を稼動状態に、他方
を待機状態にするとき、回転体１０の交換作業によって
焼結ラインを実質的に止めることが無くなり、ほぼ永久
的に粒度偏析が一定した原料充填層７が得られる。

【００１１】

【実施例】

実施例１：幅３００ｍｍ，長さ１０００ｍｍ及び板厚５
ｍｍの硬質鋼板を回転体１０として使用した。回転体１
０の角部１２が傾斜シュート４の下位側端部に最も接近
する距離が水平方向で１０ｍｍ，垂直方向で１０ｍｍと
なるように、回転体１０を傾斜シュート４の下位側に配
置した。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２
５０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。これに対し
て、傾斜シュート４に回転体１０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３．４ｍｍ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。

【００１５】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。原料装入を更に延べ２
時間実施すると、原料充填層７の粒度偏析に幅方向に関
して若干不規則な変動がみられた。そこで、回転体１０
を取り外し、新規な平板状の回転体１０に取り替えて原
料装入を再開したところ、当初の規則的な粒度偏析をも
つ原料充填層７が形成された。このとき、回転体１０の
交換に要する時間は僅か５分であった。また、取り外し
た回転体１０は、中央部が３ｍｍまで減肉していた。

【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
た焼結原料は、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、３．４ｍｍ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の比較例は、回転体１０を配置すること
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、回転可能なク
ランプで把持した平板，角材等を使用している。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い。
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。また、摩耗した回転体は、容易に且つ短
時間で交換される。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
１３：回転軸 １４：クランプ １５：凹部

───────────────────────────────────────────────────── 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、前記回転体は、両端が回転自在なクランプで支
   持されてい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。