JPH11211356A - 磁力を用いた焼結原料の装入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スローピングシュート上を滑り落ちる焼結原
料の落下速度を低下させパレット内に堆積する焼結原料
層の嵩密度を低減する。 【解決手段】 スローピングシュート４の裏面側に沿っ
て上下方向に複数個の永久磁石６を直列に配設し、永久
磁石６からの磁力をスローピングシュート４の表面での
最大磁束密度が2500ガウス未満の所定磁束密度になるよ
うに設定し、焼結原料がスローピングシュート４上を滑
り落ちる間に着磁性焼結原料に磁力を作用させつつ、パ
レット５上に装入する。スローピングシュート４上を落
下する焼結原料の落下速度が低下し、パレット５内に堆
積した焼結原料層の嵩密度が低減され、通気性が改善さ
れるため焼結鉱の生産性および品質向上が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉装入原料の一
つである焼結鉱を製造するドワイトロイド式焼結機への
磁力を用いた焼結原料の装入方法に関し、詳しくは、該
焼結機のパレット上に堆積する焼結原料層において、金
属鉄の多いミルスケール、カルシウムフェライトを含有
する返鉱等の着磁性焼結原料に磁力を作用させることで
焼結原料の落下速度を低下させ、パレット上に装入され
る焼結原料の嵩密度の低下に伴い焼結鉱の生産性の向上
を図ることを目的とするものである。

【０００２】

【従来の技術】ドワイトロイド式焼結機（以下、焼結機
と記す）で焼結鉱を製造するには、まず、粉状鉄鉱石、
砂鉄、ミルスケール等の金属鉄含有鉄源に副原料として
石灰石、蛇紋岩、返鉱等を加え、燃料源としてコークス
粉、高炉ダスト等を添加した焼結原料を水分７％程度に
調整、造粒した後、図４に示すように焼結機が備えた給
鉱ホッパ１内の焼結原料２をドラムフィーダ３を用いて
切り出し、プレート式のスローピングシュート４に供給
される。焼結原料２は、スローピングシュート４上を滑
り落ちるときのパーコレーション（濾過、浸透）により
粒度偏析が生じ、スローピングシュート上において下層
部に細粒の焼結原料が、また上、中層部に粗粒の焼結原
料が偏析した状態となる。

【０００３】このようにして上下に粒度偏析した状態の
焼結原料２は、スローピングシュート４の下端から矢印
方向に連続的に移動するパレット５上に装入される際
に、上下の粒度偏析が反転し、相対的に細粒の焼結原料
が上層部に、粗粒の焼結原料が中、下層部に偏析した状
態で所定厚みの焼結原料層７を形成する。その後、点火
炉に設けた点火バーナ（図示せず）で焼結原料層７の表
層部に着火し、焼結原料層７の上方の空気を排風機（図
示せず）でパレット５に設けたグレートバーから下方に
吸引しつつパレット５を焼結機の後端部側に進行させる
過程で焼結原料２の焼結が行われ、これにより焼結鉱が
製造される。

【０００４】その際、焼結原料層７の嵩密度が焼結鉱の
生産性に大きな影響を及ぼす。図５は、直径150 mmφ×
高さ400 mmの小型試験鍋を用いて求めた焼結原料の嵩密
度（ton/m³）と焼結鉱の生産率（ton/hr・m²）との関係
を示したものである。実機での通常の嵩密度が1.9 程度
であることから、焼結原料層の嵩密度を低下させること
により焼結鉱の生産性を向上させることが可能なことが
分かる。また、この時の焼結原料の落下速度（m/sec.）
と焼結原料層の嵩密度（ton/m³）との関係は図６のよう
になり、焼結原料の落下速度を低下させることで、焼結
原料の嵩密度を低減できることが分かった。

【０００５】そのため、焼結原料の装入方法として、パ
レット上に堆積した焼結原料層の嵩密度を意識的に低下
させる粒度偏析法が積極的に採用され、前記問題点の解
決に役立ってきた。例えば、特開昭61−223136号公報で
は、パレット上に装入している焼結原料の流れに沿って
延びる複数の条材からなる篩を設けることにより、焼結
原料を分散させて、落下速度を低下する。これにより、
パレット上に形成される焼結原料層を低密度にすると共
に上層部に細粒を、中、下層部に粗流粒を偏析させるこ
とにより、焼結鉱の生産性の向上が達成されるとしてい
る。しかし、この方法では、複数の条材に焼結原料が付
着し、当初に予想していた焼結原料の偏析状態を安定し
て維持することが困難であるという問題点があった。

【０００６】さらに、特開昭58−133333号公報では、焼
結原料の装入装置に電磁石を配設し、この電磁石から落
下する焼結原料に対して磁力を作用させつつ、パレット
上に装入する方法が開示されている。具体的には、スロ
ーピングシュートの裏側に電磁石を取り付けるものであ
り、この電磁石により装入中の焼結原料に存在する鉄分
に磁力を及ぼし、その落下速度を弱めて焼結原料の嵩密
度の低減を図るものである。

【０００７】しかしながら、この方法では、電磁石を使
用するため、その冷却設備等の附帯設備が必要となり、
それに伴って付帯設備のためのスペースを要するばかり
でなく、他の設備との取り合いが困難となり、点火炉等
を排鉱部側に寄せる必要が生じ、焼結面積を小さくして
しまう等の問題点があった。また、スローピングシュー
ト上の焼結原料は重力により落下運動するため、スロー
ピングシュート上での磁束密度を一定にすると、スロー
ピングシュート上部での焼結原料の落下速度が遅いのに
加え、この部分に大きな磁束密度をかけた場合には、着
磁性焼結原料が停滞して落下しなくなるので大きな磁束
密度をかけることができない。そのため、焼結原料の落
下速度の速いスローピングシュート下部では磁気ブレー
キが効かず、焼結原料層の嵩密度の低減を十分に図れな
いという問題点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
点を解決するため、膨大な設備を必要とせず、スローピ
ングシュート上を滑り落ちる焼結原料に有効に磁力をか
け、これによってパレット内に堆積する焼結原料層の嵩
密度の低減を図り、焼結鉱の生産性を向上させる磁力を
用いた焼結原料の装入方法を提供することを目的とする
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１記載の本発明は、給鉱ホッパからドラムフィ
ーダを用いて焼結原料を切り出し、スローピングシュー
トを介してパレット上に装入し、焼結原料層を形成する
焼結原料の装入方法において、前記スローピングシュー
トの裏面側に沿って上下方向に複数個の永久磁石を直列
に配設し、該永久磁石からの磁力をスローピングシュー
ト表面での最大磁束密度が2500ガウス未満の所定磁束密
度になるように設定したことを特徴とする磁力を用いた
焼結原料の装入方法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を図面に基づき詳
細に説明する。本発明者らは、本発明の前記目的を達成
するため、まず、各焼結原料の磁化特性を振動試料型磁
力計を用いて測定を行った。その結果を、図７に磁場の
強さすなわちスローピングシュート表面での磁束密度ガ
ウス（Gauss ）と焼結原料の磁化の強さ（emu/g ）との
関係で示す。図７から焼結原料の約３割を占める返鉱お
よびミルスケールは、鉄鉱石の磁化の強さが零であるの
に比較して非常に磁化の強さが大きく磁石に着き易いこ
とが分かった。このように、返鉱が磁石に着き易いのは
返鉱中にカルシウムフェライトを含有するためであり、
ミルスケールが磁石に着き易いのはケミカル中に金属鉄
を含有するためと考えられる。この返鉱とミルスケール
は、焼結原料の約３割を占めるため、これらの焼結原料
が磁石に引き付けられることによって、スローピングシ
ュート上での摩擦力が増加し、そのブレーキング効果
で、焼結原料の落下速度が低下することが予想された。

【００１１】そこで、焼結原料の落下速度の低下に及ぼ
す磁場印加の影響を確認するため、図３に示す実験機を
用いて装入実験を行った。実験は塩化ビニール製のスロ
ーピングシュート４の裏面下部に配設した永久磁石６の
位置をシュート裏面に対向して移動させることによっ
て、シュート表面での磁力を０ガウス、500 ガウス、90
0 ガウスと変化させた。給鉱ホッパ１からダンパ８を開
閉してスローピングシュート４に焼結原料２を供給し、
シュート下端から焼結原料２がパレット５上に落下する
状況を1/1000秒毎に高速ビデオを用いてビデオ撮影箇所
Ａで撮影し、焼結原料２の落下速度はドップラー流速計
を用いて測定した。その時の焼結原料の配合割合は表１
に示すように、着磁性焼結原料の返鉱は15％、ミルスケ
ールは4.25％である。

【００１２】

【表１】

【００１３】測定により得られたシュート表面での磁力
の大きさを示す磁束密度（ガウス）と焼結原料の落下速
度(m/sec.)との関係を図８に示す。図８から磁束密度を
０ガウスから900 ガウスに増加するにつれて焼結原料の
落下速度が2.0m/sec. から1.6m/sec. へ低下することを
確認した。この時のスローピングシュート４の下端から
の落下状況を観察すると、永久磁石６から磁力を900 ガ
ウス印加した場合には、図９に示すように焼結原料２の
落下流が前後に広がるのに対し、永久磁石６を退避させ
て磁力を印加しない場合には、図10に示すように焼結原
料２の落下流がほとんど広がることなくストレートに落
下する状況が観察された。これにより磁力を印加する場
合には、焼結原料２がパレット５の移動方向に広がるた
め単位面積当たりの落下重量が減少し、落下する焼結原
料がソフトに装入されることを示唆している。

【００１４】次に、焼結鉱の生産性に及ぼす磁力の影響
を、図１および図２に示す実験機を用いて調査した。架
台９上にステンレス鋼(SUS304)製のスローピングシュー
ト４を角度調整可能に設置し、このスローピングシュー
ト４の裏面側に沿って上下方向に直列に４個の永久磁石
６を配設する。４個の永久磁石はスローピングシュート
４の裏面に対向する方向に移動させることによりシュー
ト表面での磁束密度を調節する。ベルトコンベヤ10から
一般的なスローピングシュート４上に供給された焼結原
料はスローピングシュート４上を滑り落ち、移動用モー
タ11の駆動によりワイヤ12を介して移動するパレット５
上に装入される。

【００１５】装入条件である焼結原料２の装入速度を2.
23（ton/min/m ）、焼結原料のスローピングシュート４
上での転動距離を1000（mm）、パレット５内での焼結原
料層の層厚を510 （mm）とするのは実機サイズで行い、
パレット装入幅のみを400 （mm ）とした。永久磁石を
後方に遠ざけてシュート表面に磁力を印加しない磁束密
度を０とした実験No.1の場合、および磁力をそれぞれ50
0 、1000、1500、2000ガウス印加する実験No.2〜実験N
o.5の場合について試験した。磁束密度は、スローピン
グシュートと永久磁石との間隔を調整することにより変
化させた。そして焼結原料層の表面に着火して下方吸引
により行う同一焼結条件で焼結試験を行った。

【００１６】なお、永久磁石に対しスローピングシュー
ト表面での磁束密度が2500ガウス以上になるように設定
した場合、焼結原料が磁力により停滞し、着磁性焼結原
料が流れなくなり実験を行うことができなかった。した
がって、永久磁石６からの磁力をスローピングシュート
４の表面での最大磁束密度が2500ガウス未満の所定磁束
密度になるように設定することが肝要となる。

【００１７】また、スローピングシュート表面での磁束
密度が500 ガウス未満では落下速度低下の効果が少な
く、500 ガウス以上とすることが好ましい。図11は、縦
400 mm×横縦400 mm×高さ500 mmの、いわゆる大型試験
鍋を用いて求めた実験No.1〜No.5による実験結果であ
り、スローピングシュート表面での磁束密度に対する焼
結原料の落下速度（m/sec ）、焼結原料層の装入嵩密度
（ton/m³）および焼結鉱の生産率（ton/hr・m²）の各関
係について示す。

【００１８】図11に示すようにスローピングシュート表
面での磁束密度の増加に伴い着磁性原料である返鉱とミ
ルスケールのブレーキング作用によりスローピングシュ
ート上を滑り落ちる焼結原料の落下速度が低下し、パレ
ット内での焼結原料層の嵩密度が低下し、焼結鉱の生産
性が向上することを確認した。この時、永久磁石からの
磁力によるスローピングシュート表面でのブレーキング
効果は2000ガウス程度で飽和することを確認した。した
がって、永久磁石から印加するスローピングシュート表
面での磁束密度は、着磁性原料に対するブレーキング効
果が認められる500 ガウス以上から2000ガウス以下の範
囲とするのが適当である。

【００１９】次に本発明の具体的な実施例について説明
する。図12は、実施例を示す設備であり、本実施例では
スローピングシュート背面に４分割した永久磁力を配設
した。そしてスローピングシュートと永久磁力の間隙を
調節し、スローピングシュート表面の磁束密度を1000ガ
ウス、1200ガウスに調整して焼結原料を装入した結果
と、磁力を与えずに、焼結原料を装入した時の12000 t/
日の生産能力を持つ実機操作結果を表２に示す。なお、
焼結原料は同一のものを用い、生石灰15.4kg/tとした。

【００２０】

【表２】

【００２１】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明では、ＤＬ
式焼結機の装入装置に配備した給鉱ホッパからドラムフ
ィーダを用いて切り出した焼結原料をパレット上に装入
するに際し、スローピングシュートの裏面側に沿って上
下方向に複数個の永久磁石を直列に配設し、該永久磁石
からの磁力をスローピングシュート表面での最大磁束密
度が2500ガウス未満の所定磁束密度になるように設定
し、焼結原料がスローピングシュート上を滑り落ちる間
に着磁性焼結原料に磁力を作用させつつ、パレット上に
装入するため、焼結原料の落下速度を低下できる。その
結果パレット上に堆積した焼結原料層の嵩密度が低下す
るので通気性が改善され、焼結鉱の生産性および品質向
上が達成される。。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の焼結原料装入装置の実験機を示す側面
図である。

【図２】図１のＡ部を示す部分拡大図である。

【図３】本発明の他の焼結原料装入装置の実験機を示す
側面図である。

【図４】従来の焼結原料装入装置を示す側面図である。

【図５】焼結原料層の嵩密度（ton/m³）と焼結鉱の生産
率（ton/hr・m²）との関係を示すグラフである。

【図６】焼結原料の落下速度（m/sec.）と焼結原料層の
嵩密度（ton/m³）との関係を示すグラフである。

【図７】スローピングシュート表面での磁場の強さ（ガ
ウス）と焼結原料の磁化の強さ（emu/g ）との関係を示
すグラフである。

【図８】スローピングシュート表面での磁束密度（ガウ
ス）と焼結原料の落下速度（m/sec.）との関係を示すグ
ラフである。

【図９】永久磁石を用いた場合のスローピングシュート
から落下する焼結原料の状況を示す説明図である。

【図10】永久磁石がない場合のスローピングシュートか
ら落下する焼結原料の状況を示す説明図である。

【図11】スローピングシュート表面での磁束密度（ガウ
ス）に対する焼結原料の落下速度（m/sec.）、焼結原料
層の嵩密度（ton/m³）および焼結鉱の生産率（ton/hr・
m²）の関係を示すグラフである。

【図1２】本発明の実施例で用いた設備の概略説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 給鉱ホッパ ２ 焼結原料 ３ ドラムフィーダ ４ スローピングシュート ５ パレット ６ 永久磁石 ７ 焼結原料層 ８ ダンパ ９ 架台 10 ベルトコンベヤ 11 移動用モータ 12 ワイヤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給鉱ホッパからドラムフィーダを用いて
   焼結原料を切り出し、スローピングシュートを介してパ
   レット上に装入し、焼結原料層を形成する焼結原料の装
   入方法において、前記スローピングシュートの裏面側に
   沿って上下方向に複数個の永久磁石を直列に配設し、該
   永久磁石からの磁力をスローピングシュート表面での最
   大磁束密度が2500ガウス未満の所定磁束密度になるよう
   に設定したことを特徴とする磁力を用いた焼結原料の装
   入方法。