JPH0873951A

JPH0873951A - 焼結鉱の製造方法

Info

Publication number: JPH0873951A
Application number: JP20722294A
Authority: JP
Inventors: Akira Kato; 加藤　　明; Motoo Yasuda; 素郎安田; Minoru Watanabe; 実渡辺
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、パレット側壁部分及び焼結原料層の
上層部分においても、他の部分と同様の焼結歩留、及び
強度を有するような焼結鉱の製造方法を提供することを
目的としている。【構成】ドワイトロイド式焼結機の移動パレット上に、
粉コークスを混合した焼結原料を装入して充填層を形成
し、該焼結原料層の表層に着火後、空気を下方へ吸引し
て該焼結原料層を焼き固める焼結鉱の製造方法におい
て、上記パレット両側壁よりそれぞれ全幅長の１０〜１
５％で、且つ焼結原料層の表層より深さ４０ｍｍ以上５
０ｍｍ以下までの領域に、その他の領域に充填する。

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（以下、ＤＬ式焼結機という）での焼結鉱の製造方法
に関し、特に該焼結機の移動パレット上に装入する焼結
原料の充填方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】一般に、粉鉄鉱石を塊成化して高炉等の
竪型製錬炉での使用に適正な形状及び大きさにするに
は、図６に示すようなＤＬ式焼結機が広く使用されてい
る。それは、スプロケットホイール２１の回転により、
移動するパレット１上に、給鉱ホッパ９からの焼結原料
２（燃料としてコークス粉を通常４〜６重量％含む）を
充填し、その充填した焼結原料層１０の表層に点火炉４
で着火し、パレット１の下方に配置したウインドボック
ス１６を介して排風機（図示せず）で下向に吸引するこ
とにより該焼結原料層１０内の焼結反応を順次下層部に
移行させ、該パレット１が排鉱側２４へ移動する間に該
焼結原料２を焼き固め、塊成化する設備である。

【０００３】ところで、上記ＤＬ式焼結機での焼結操業
において留意すべき主な事項としては、生産した焼結鉱
の品質、生産性、歩留の向上、及び使用エネルギー原単
位の低減等が挙げられ、これら項目が管理目標通りの成
績を収めるには、パレット１上の焼結原料層１０の幅方
向及び層厚方向で均一な燃焼がなされること（換言する
と、ムラ焼けが発生しないこと）が必須であると言われ
てきた。

【０００４】しかしながら、従来の焼結操業において
は、焼結原料層１０の上層部分やパレット１の側壁近傍
部分で、強度の低い脆弱な焼結鉱ができ、製品焼結鉱の
歩留り（一定粒度以上を製品とする）を低下させるとい
う問題があった。この理由として、焼結原料層１０の上
層部分は、点火炉による着火後、直ちに冷い空気が吸引
されて急冷されるため、焼結に必要な高温帯（鉄鉱石の
焼結原理は液相焼結であるから、焼結原料層１０の各部
分は、少なくとも１２５０℃以上の温度に一度は加熱さ
れることが必要で、その温度領域を通称で高温帯とい
う）での滞留時間が短く、不十分で、焼結原料粒子同士
の溶着が弱く、脆弱な焼結鉱となるものである。一方、
パレット側壁近傍部分に関しては、（１）焼結反応の進
行に伴い、焼結体２６（通称、シンターケーキという）
が収縮し、パレット側壁と該シンターケーキとの間に隙
間が生じ、この隙間から漏風し、焼結反応が十分に起き
ないこと、（２）パレット側壁からの放熱により、温度
低下を起こすこと、及び（３）点火時に火焔が側壁部に
十分達せず、着火不良を起こし、焼けムラが生じること
等によると言われている。

【０００５】そこで、上記焼結原料層１０表層部分の脆
弱化防止対策の研究が従来より盛んに行われ、多数の技
術が開示されている。例えば、点火炉４に続けて保熱炉
（図示せず）を設け、焼結原料層１０の表層部を保温す
る方法（保熱炉方式）が良く知られている。また、特開
昭５５−１０７７４１号公報は、パレット１上の全幅に
おいて、焼結原料層の表層部分、厚さ３〜４０ｍｍの範
囲にわたり、通常の焼結原料層１０の上にコークス含有
率３０％以上の焼結原料３を重ねて充填させると共に、
該焼結原料層１０の表層部分を２００〜５００℃に予熱
した後に、点火して焼結する方法を開示している。ま
た、特開昭５７−１７１６３５号公報は、焼結原料層１
０の表面より下方へ６００〜７００ｍｍのところまで、
粉コークス配合率を漸次減少させた所謂粉コークスを偏
析させた焼結原料層１０を形成し、焼成する方法を提案
した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
保熱炉方式では、保熱効果が明瞭でなく、焼結時間を長
引かせ、生産性が低下するという問題がある。また、特
開昭５５−１０７７４１号公報記載の方法では、コーク
ス使用量が多くなり過ぎ、焼結操業でのエネルギー・コ
ストの上昇を招くばかりか、別途、予熱設備の設置が必
要となり、焼結機の建設費が大きくなるという欠点があ
り、現実的な技術でない。さらに、特開昭５７−１７１
６３５号公報に記載の方法では、原料の事前処理に手間
が掛かり、装入装置も高額になるばかりか、篩設備のメ
ンテナンス負荷も大きいという欠点が見え見えで、実現
性が低い。一方、上記の方法は、いずれも、焼結原料層
の上層部分の脆弱化防止に関する技術であり、前記した
パレット側壁部分における脆弱化の対策とはなっていな
い。

【０００７】そこで、本発明は、かかる事情を鑑み、パ
レット側壁部分及び焼結原料層の上層部分においても、
他の部分と同様の焼結歩留、及び強度を有するような焼
結鉱の製造方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明者は、前記目的を達
成するため、コークス含有率の異なる２種類の焼結原料
を使い分ける上記先行技術を鋭意見直し、その使用方法
の改善に着眼した。そのため、焼結原料層を、パレット
両側壁から中央部に向け、パレット全長の８％、１２
％、１４％あるいは１６％の長さに入る領域（４水準）
とそれ以外の領域に二分し、前者領域に充填する焼結原
料のコークス含有率を種々変更し、後者領域には一定の
通常コークス含有率の焼結原料を充填した試験焼結操業
を行い、コークス含有率と焼結歩留りとの関係を調査し
た。その結果、図７に示す以下の知見を得た。（Ａ）上記１２％と１４％の領域に充填する焼結原料
のコークス含有率を適正に選択すれば、高い焼結歩留が
達成できる。（Ｂ）また、上記１２％と１４％の領域でも、表層より
の深さを４０〜５０ｍｍ以内にした場合とそれ以外では
明らかに歩留りの差が見られる。すなわち、表層よりの
深さを４０〜５０ｍｍ以内に抑えることで高い歩留りが
得られる。（Ｃ）上記１２〜１４％で、且つ表層よりの深さを４０
〜５０ｍｍ以内の領域でも、焼結原料のコークス含有率
が８〜１５％の範囲内で最も高い歩留りが得られる。

【０００９】本発明は、かかる知見に着目してなされた
もので、ＤＬ式焼結機のパレット上に、粉コークスを混
合した焼結原料を装入して充填層を形成し、該焼結原料
層の表層に着火後、空気を下方へ吸引して該焼結原料層
を焼き固める焼結鉱の製造方法において、上記パレット
両側壁よりそれぞれ全幅長の１０〜１５％で、且つ焼結
原料層の表層より深さ４０ｍｍ以上５０ｍｍ以下までの
領域に、その他の領域に充填する焼結原料よりコークス
含有率を高くした焼結原料を充填することを特徴とする
焼結鉱の製造方法である。また、本発明は、上記の高い
方のコークス含有率を８〜１５重量％としたことを特徴
とする請求項１記載の焼結鉱の製造方法であることが好
ましい。

【００１０】

【作用】本発明では、ＤＬ式焼結機の移動パレット上
に、粉コークスを混合した焼結原料を装入して充填層を
形成し、該焼結原料層の表層に着火後、空気を下方へ吸
引して該焼結原料層を焼き固める焼結鉱の製造方法にお
いて、上記パレット両側壁よりそれぞれ全幅長の１０〜
１５％で、且つ焼結原料層の表層より深さ４０ｍｍ以上
５０ｍｍ以下までの領域に、その他の領域に充填する焼
結原料よりコークス含有率を高くし、その高い方のコー
クス含有率を８〜１５重量％となるようにしたので、パ
レット側壁部分の通気過剰が抑制でき、焼結原料層幅方
向で均一な焼成となり、原料層全体の焼結歩留が向上す
るようになる。その理由は、焼結ベッド層の中央部分と
側壁部分（幅方向の長さ１０〜１５％に相当）の通気抵
抗値が、ほぼ同等レベルになるためと考えられる。な
お、その際、焼結ベッド層の上層部分が高温に滞留する
時間が長くなり、それに起因した通気抵抗の上昇によっ
て生産性が低下する恐れもあったが、上記歩留の向上で
防止できた。ここで、焼結原料層は、表層に点火された
後は、上方が焼結体で下方が焼結原料層とで形成された
複合層になっているので、点火前の状態と区別するた
め、そのような状態の充填層は焼結ベッド層と表現す
る。

【００１１】上記領域の深さを４０ｍｍ以上５０ｍｍ以
下までに限定した理由は、５０ｍｍ以上ではその領域の
通気抵抗が増大し、焼結ベッド層中央部分の通気抵抗を
上回り、また、深さ４０ｍｍ以下では後述する要件に合
わないので好ましくないためである。その要件とは、表
層に点火後、該焼結ベッド層が焼結機の長手方向に進行
するが、焼結機有効長さの６０％地点まで、表層より深
さ５０ｍｍ地点での部分が２００℃以上の温度を維持で
きることである。図８によれば、この深さ地点の原料層
温度を２００℃以上に維持することにより焼結歩留りの
低下を防止できることが明らかである。つまり、焼結機
有効長さの６０％の位置まで２００℃以上に維持するこ
とにより焼結完了後の焼結ベッド層内が急冷されること
もなく、また通気抵抗が増大するほど高温滞留時間が拡
大することもなく、該層内の上下方向の全体にわたって
歩留りを高める状態で焼結反応が進行すると考えられ
る。

【００１２】その意味で、上記不可欠要因に入るコーク
ス含有率と表層部厚みの組み合わせの限界はコークス含
有率８％−表層厚み５０ｍｍ、コークス含有率１５％−
表層厚み４０ｍｍとなり、この範囲内であれば満足でき
る焼結結果が得られるのである。次に、焼結反応を進行
せしめた場合の焼結ベッド層内の状況を調査するため、
図１〜３に示す焼結機で本発明に係る焼結鉱の製造方法
を適用した試験操業を行い、以下のことが明確となっ
た。

【００１３】図４は、図中に別途示すように、パレット
側壁から内側に３５０ｍｍ、且つ表層から深さ５０ｍｍ
の地点に熱電対を埋め込み、点火開始時から焼結完了ま
でのその地点での温度変化を調べたものである。図４に
よれば、従来と比較して、パレット側壁近傍の焼結原料
層の上層領域のコークス含有率を高くする本発明法を採
用すると、上記測温点の最高温度が上昇すると共に、そ
の後の温度変化も高めに推移することが明らかになっ
た。なお、この際の焼結原料層は、全幅長さの１０〜１
５％に相当する側壁部に、厚さ５０ｍｍでコークス含有
率８重量％の表層部を形成せしめ、その他の部分はコー
クス含有率６重量％の通常コークスを配合してある。こ
の結果より、従来法に比較して、表層から深さ５０ｍｍ
の地点の高温滞留時間が拡大し、かつ、本発明の重要ポ
イントである「点火後から焼結機有効長さの６０％の地
点まで、表層より５０ｍｍ深さの地点が２００℃以上の
温度を常に維持できることが確認された。

【００１４】図５は、上記試験操業において、焼結ベッ
ド層の幅方向の中央部Ａと側壁部Ｂで、該部分を通過す
る風速の変化を焼結機の長手方向について調べたもので
ある。従来は、側壁部Ｂは通気過剰のため風速が中央と
比較して大きかったが、本発明法を採用すると、上記図
４に示したように、側壁部の温度が上がり、その部分の
高温滞留時間を拡大して通気抵抗をやや上昇させ、中央
部Ａとほぼ同レベルにできた結果、風速はＡとＢで同じ
レベルになった。なお、図５に示すように、側壁部の通
過風速は従来に比較して本発明法を採用した場合の方が
低い。これは、コークスの高配合の影響で層内高温滞留
時間が拡大したためである。一方、この側壁部通過風速
を従来の中央部通過風速と比較すると、両者はほぼ同じ
レベルの値となっており、これが本発明の狙いとするも
のである。

【００１５】

【実施例】有効吸引面積２１５ｍ² のＤＬ式焼結機を用
い、本発明に係る焼結鉱の製造方法を実施した。図１〜
３は、その実施に用いた装置及び焼結原料の充填状況を
示す図である。図１〜２で明らかなように、まず、コー
クス含有率が通常より高い焼結原料３を貯鉱する給鉱ホ
ッパ８は、その内部を２枚の中仕切り板１１で横方向に
３ケ所に仕切ってある。そして、その仕切り部分の中央
部にはコークス含有率が通常通り配合された焼結原料２
を、両側の仕切り部にはコークス高配合の焼結原料３が
貯鉱されている。それらの焼結原料は、該給鉱ホッパ８
の下部に設置されているドラムフィーダ７で同時に切り
出され、パレット１に装入される。装入された原料３は
カットオフプレート１４で原料高さが検知され、本発明
に係る設定原料高さになるように、給鉱ホッパ８の下部
に設置されてあるゲート１５開度を自動調整するように
なっている。

【００１６】一方、コークスを通常通り配合した焼結原
料２のみを貯鉱する給鉱ホッパ９は、上記給鉱ホッパ８
よりパレット進行方向の後方側に設置してある。この給
鉱ホッパ９よりパレット上に装入される焼結原料２につ
いても、超音波レベル計１３で原料高さを検知し、設定
原料高さになるようにゲート１５開度を自動調整するよ
うになっている。

【００１７】ところで、本発明に係る焼結鉱の製造に際
しては、最初に給鉱ホッパ９から通常のコークス配合率
の焼結原料２のみをパレット上に装入し、パレットが前
進して給鉱ホッパ８の位置に到達した時に、前記コーク
ス含有率の高い焼結原料３が装入される。なお、最初の
装入時には、あとから装入すべき焼結原料３の層厚（原
料高さ）分だけ、層厚を超音波レベル計（１３）とゲー
ト（１５）で低目に調整されている。

【００１８】図３は、パレット１に装入された後のコー
クス含有率の高い焼結原料３と通常通りコークスを配合
した焼結原料２の高さ方向分布を示す概念図である。コ
ークス高配合の焼結原料３は、パレット幅方向で全長の
１０〜１５％に相当する両端部に装入されている。次
に、実施成績について説明するが、通常のコークス含有
率の焼結原料をパレットに一様に装入した従来法（比較
例１）、表層より５０ｍｍの深さで全幅にコークス含有
率８％のコークス層を形成する方法（比較例２）、パレ
ット両側壁近傍部のみ表層より５０ｍｍの深さまでコー
クス含有率８％の焼結原料層を形成せしめた本発明法
（ただし、その他の領域は比較例１と同じコークス含有
率）の焼結結果を、表１に一括して示した。表１より明
らかなように、従来法（比較例１）に比べて上層のみコ
ークス高配合の比較例２は、焼結歩留りは上昇するもの
の生産率が低下し、コークス原単位も上昇する。これ
は、コークス高配合の焼結原料層を全幅に形成せしめる
ため、上層部の高温滞留時間が拡大し、焼結ベッド層全
体の通気抵抗が増大したためである。

【００１９】

【表１】

【００２０】一方、本発明法を適用した場合の焼結結果
は、焼結歩留り及び生産率の上昇、コークス原単位低下
という成績を得た。これは、通気過剰のパレット両側壁
近傍で且つ表層部分にのみ、コークス含有率の高い焼結
原料層を形成せしめることによって、その部分の高温滞
留時間の拡大に起因する焼結歩留り上昇、及び当該部の
通気過剰を抑制し、焼結ベッド層幅方向の焼成均一化に
よる歩留りの上昇が共に図れたためである。また、その
総合効果として結果的に、生産率が向上したものと考え
られる。

【００２１】以上述べたように本発明によれば、焼結ベ
ッド層の通気性を悪化させずに歩留りを向上せしめて生
産性を向上させることが期待できる。

【００２２】

【発明の効果】従来のドワイトロイド式焼結機における
焼結鉱の製造において、焼結鉱の品質が悪く脆弱な部分
は、パレットの側壁部及び焼結ベッドの上層部であり、
この部分の歩留りを上昇させるのが、生産性上昇のため
の課題であった。本発明は、以上述べたように、この脆
弱な上層部（表層から５０ｍｍの範囲）の側壁部にのみ
コークスを高配合した焼結原料層を形成せしめて、焼結
機有効長さの６０％の地点まで表層を保熱せしめるよう
にしたから、焼結ベッド層の通気性を損なうことなく、
課題であった焼結性を高め、歩留り向上をもたらすこと
ができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る焼結鉱の製造方法を実施した焼結
機の装入設備配置の概念と焼結原料の充填状況を示す側
面図である。

【図２】本発明に係る焼結鉱の製造方法を実施する給鉱
ホッパの一例を示す斜視図である。

【図３】パレットに装入された後のコークス含有率の高
い焼結原料と低いものとの充填状況例を示す概念図であ
る。

【図４】パレット側壁近傍で測定した焼結ベッド層内の
ヒートパターンを、本発明法と従来法の場合で比較した
図である。

【図５】焼結機長手方向での焼結ベッド層の風速分布を
示す図である。

【図６】ドワイトロイド式焼結機の一般的な模式図であ
る。

【図７】焼結原料の充填状況を変更した焼結試験操業の
結果を示す図である。

【図８】焼結機有効長さの６０％地点で、且つ表層より
５０ｍｍ深さの位置で測定した温度と焼結歩留りとの関
係を示す図である。

【符号の説明】

１パレット２焼結原料（通常のコークスを配合した）３焼結原料（通常よりコークス配合量の多い）４点火炉（点火バーナ）５ドラムフィーダ６ドラムシュート７ドラムフィーダ８２段装入ホッパ９給鉱ホッパ１０焼結原料層（焼結ベッド層）１１仕切り板１３超音波レベル計１４カットオフプレート１５ゲート１６ウィンドボックス１７ウィンドレッグ１８ガスメインダクト１９ダストチャンバー２０二重ダンパ２１スプロケットホイール２２グリズリ２３破砕機２４排鉱側２５ＤＬ式焼結機２６焼結体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ドワイトロイド式焼結機の移動パレット
上に、粉コークスを混合した焼結原料を装入して充填層
を形成し、該焼結原料層の表層に着火後、空気を下方へ
吸引して該焼結原料層を焼き固める焼結鉱の製造方法に
おいて、上記パレット両側壁よりそれぞれ全幅長の１０〜１５％
で、且つ焼結原料層の表層より深さ４０ｍｍ以上５０ｍ
ｍ以下までの領域に、その他の領域に充填する焼結原料
よりコークス含有率を高くした焼結原料を充填すること
を特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項２】上記の高い方のコークス含有率を８〜１
５重量％としたことを特徴とする請求項１記載の焼結鉱
の製造方法。