JPH11237187A - 焼結原料の装入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドラムシュート表面に着磁性原料が過剰に付
着するのを防止しつつ、パレット上に形成される焼結原
料層の上層部に着磁性原料を均一に装入する。 【解決手段】 ドラムシュートに内蔵させた複数の磁石
のうち上端部寄りに位置する磁石の磁束密度を大きく、
下端側寄りに位置する磁石の磁束密度が小さくなるよう
に磁力に大小分布を付与し、ドラムシュートを介して装
入される焼結原料に対して複数の磁石により磁力を上端
部寄りに比較して下端部寄りで小さくなるように作用さ
せ、ドラムシュートの表面に着磁性原料が過剰に付着す
るのを防止しつつ、装入する。パレット上に形成される
焼結原料層の上層部に焼結性の良好な着磁性原料が均一
な層厚で偏析でき、焼結鉱の生産性および歩留り向上が
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
磁石を内蔵したドラムシュートを介した焼結原料の装入
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、FeO を多く含有するミルスケー
ル、カルシウムフェライトを含有する返鉱等の着磁性、
かつ易溶融性の焼結原料が、パレット上での焼結原料層
の上層部により多く偏析するようにパレット上に装入す
る方法に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】ドワイトロイド式焼結機（以下、ＤＬ式
焼結機と記す）で焼結鉱を製造するには、まず、図７に
示すように、粉状鉄鉱石や砂鉄やミルスケール等の鉄源
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、ガス灰等を添加混合した配合焼結原
料（以下、焼結原料という）を水分７％程度に調整、造
粒した後、給鉱ホッパ１内に貯蔵する。そして、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、ドラムシュート４を介してＤＬ式焼結機のパレッ
ト５上に装入し、所定厚みの焼結原料層７とする。

【０００３】その後、点火炉（図示せず）に設けた点火
バーナで焼結原料層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
たグレートバーを介して下方に吸引しつつパレット５を
矢印で示すＤＬ式焼結機の後端部側に進行させ、焼結が
行われる。その際、焼結原料層７の高さ方向に堆積した
原料の粒度分布および組成分布が焼結操業の成績に重要
な影響を与える。すなわち、パレット５の下方に吸引さ
れた空気は、点火初期には予熱されずに常温で該焼結原
料層７の上層部に形成される焼結溶融帯（焼結に必要な
温度、例えば1200℃以上の領域）に供給されるのに対
し、焼結中・後期には上層部の焼結完了領域を通過して
予熱された状態で中・下層に形成される前記焼結溶融帯
に供給されることになる。

【０００４】そのため、上層部は中・下層部に比べ層内
温度が低く、かつ高温に保持される時間が短いので、上
層部で生成した焼結鉱は溶融結合度が弱く、かつ焼結歩
留りが低下するという問題点があった。そこで近年、焼
結原料の装入方法として、パレット上の焼結原料層の高
さ方向に堆積した原料の粒度分布や該堆積原料中のカー
ボン含有率を意識的に変化させる所謂偏析装入が積極的
に採用され、前記問題点の解消に役立ってきた。

【０００５】例えば、特開昭61−223136号公報では、焼
結原料の流れに沿って延びる複数の条材からなるフルイ
を設けることにより、装入後のパレット上の焼結原料層
は低密度で、かつ上層部に細粒、下層部に粗粒の偏析状
態が得られ、上層部での歩留り向上および通気性改善に
よる生産性の向上が達成できるとしている。しかしなが
ら、この方法では、水分７％程度の焼結原料が複数の条
材に付着し、当初に予想していた配合原料の偏析状態を
安定して維持することが困難である等の問題点があっ
た。

【０００６】また、特開平5-311257号公報には、通常の
焼結原料を堆積した焼結原料層の上層部に、可燃性ガス
と低融点溶材とを混合して吹き付ける方法が開示されて
いる。しかしながら、この方法では上層部に追加的に熱
量と低融点溶材とを供給するので、そこでの焼結反応が
増し、強度の高い焼結鉱が得られるが、低融点原料を混
合したり、輸送・吹き込みの設備が新たに必要となり、
設備の大幅増強あるいは改造を要するため設備費が膨大
になるという別の問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】これらの問題点を解決
する目的で、本発明者らは、特願平９-338347 号で、図
３に示すように給鉱ホッパ１からドラムフィーダ３を用
いて焼結原料２を切り出し、永久磁石10を内蔵したドラ
ムシュート６を介してＤＬ式焼結機のパレット５上に装
入して焼結原料層７を形成する方法において、磁石を内
蔵したドラムシュート６の磁束密度が1500ガウス以上に
なるように設定することで、装入される焼結原料２に設
定した磁力を作用させ、パレット５上の焼結原料層７の
上層部に着磁性原料2Aを偏析させることで焼結鉱の歩留
りを向上する方法を提案した。ここで、2Bは非着磁性原
料、7Aは着磁性原料層、7Bは非着磁性原料層をそれぞれ
示す。

【０００８】この方法は、パレット上に堆積する焼結原
料層の上層部に強磁性を示すFeO 含有のマグネタイト系
鉄鉱石粉やミルスケールを主とする着磁性原料2Aを偏析
させると、ミルスケールやマグネタイト系鉄鉱石中のFe
O が石灰石や鉄鉱石由来のSiO₂とが反応し、CaO-FeO-Si
O₂系の融点の低い( 約1180℃）融液を生成し、その融液
はFeO 含有率が高いために粘性が低く、鉱石間の結合を
促進する。また、返鉱中には、すでに石灰石（CaCO₃ ）
と鉄鉱石（Fe₂O₃ ）とが反応したカルシウムフェライト
が多く含有されており、これらは一旦反応しているた
め、反応速度が速いため、高温に保持される時間が少な
い上層部においても十分に焼結反応が進行することを活
用したものである。

【０００９】すなわち、FeO を含有するミルスケールや
カルシュウムフェライトを含有した返鉱が、通常の焼結
原料として最も多く使用されているヘマタイト系の鉄鉱
石粉と比較して磁石に付着し易い性質を利用するため、
磁石を内蔵したドラムシュートを介してパレット上に焼
結原料層を形成することとした。ところで、図４に示す
ように、ドラムシュート６は固定式の内輪９と矢印方向
に回転する耐磨耗性に優れたセラミックやステンレスス
チール等の非磁性体からなる外輪11とを同心に備え、内
輪９の外周には複数の永久磁石10が外輪11の内面に沿う
ように上端部から下端部に至る原料落下側のほぼ半分の
領域に配列されている。この場合、ドラムシュート６に
内蔵した永久磁石10は、磁束密度が1500ガウス以上の一
定値になるように設定してある。

【００１０】しかしながら、ドラムシュート６の上端部
から下端部に至る原料落下側の磁場が均一であるので、
ドラムシュート６の外輪11に一旦、付着した着磁性原料
2Aはスクレーパ８に到達するまでほとんど落下せず、着
磁性原料2Aはスクレーパ８により団子状態になって掻き
落とされる。その結果、スクレーパ８による着磁性原料
2Aの掻き落としが不均一になり、パレット５上に形成さ
れる非着磁性原料層7Bの上に装入される着磁性原料2Aの
層厚にバラツキが生じ、均一な層厚を有する着磁性原料
層7Aを安定して偏析させることが困難になることが判明
した。

【００１１】本発明は、前記の問題点を解決するため、
追加的な設備の増設や膨大な投資を要する設備新設を必
要としない、磁石を内蔵したドラムシュートを介してＤ
Ｌ式焼結機のパレット上に装入する方法を改善すること
により、焼結原料層の高さ方向における原料組成を意識
的に変化させ、通常の焼結操業で起こる上層部での脆弱
な焼結鉱の生成を低減し、焼結歩留りを向上できる焼結
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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、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、上端
部から下端部に至る原料落下側の内面に沿って複数の磁
石を内蔵させたドラムシュートを介してドワイトロイド
式焼結機の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、前記ドラムシュートに内
蔵させた複数の磁石のうち上端部寄りに位置する磁石の
磁束密度を大きく設定する一方、下端部寄りに位置する
磁石の磁束密度が小さく設定して上下方向の磁力に大小
の分布を付与し、前記ドラムシュートを介して装入され
る焼結原料に対して前記複数の磁石により上端部寄りに
比較して下端部寄りで小さくなるように磁力を作用さ
せ、前記ドラムシュートの表面に着磁性原料が過剰に付
着するのを防止しつつ、前記パレット上に形成される焼
結原料層の上層部に着磁性原料を偏析させることを特徴
とする焼結原料の装入方法である。

【００１３】さらに、本発明においては、上端部寄りに
位置する磁石の磁束密度を1500〜3500ガウス、下端部寄
りに位置する磁石の磁束密度を 300〜 1000 ガウスとす
るのが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の態様を図面に基づ
き説明する。本発明では、図１に示す焼結原料装入装置
を使用する。その装置構成は図３に示すものと基本的に
は同じである。すなわち、図２に示すように、外輪11
は、耐摩耗性に優れたセラミック、ステンレススチー
ル、銅合金等から寿命やコストを考慮して選定される非
磁性体であり、矢印方向に回転駆動される。外輪11は、
永久磁石10に対応する部分が磁性発生域となり、他の部
分が非磁性域となる。内輪９に取り付ける永久磁石10に
よる磁性発生領域の長さは、焼結原料条件に基づいてド
ラムシュート６の上端部から下端部までの原料落下側と
する。そして、非磁性域には、着磁性原料を掻き落とす
スクレーパ８が取り付けてある。

【００１５】本発明では、ドラムシュート６の磁性発生
領域に配列された複数の永久磁石10を、上端部寄りに位
置するＡゾーンと下端部寄りに位置するＢゾーンとにほ
ぼ２等分する。そして、Ａゾーンに属する永久磁石10の
磁束密度を大きく設定する一方、Ｂゾーンに属する永久
磁石10の磁束密度を小さく設定して上下方向の磁力に大
小の分布を付与する。

【００１６】ここで、Ａゾーンの永久磁石10では磁束密
度を1500〜3500ガウス、Ｂゾーンの永久磁石10では 300
〜1000ガウスの範囲で設定するのが好ましい。Ａゾーン
を1500ガウス以上とし、Ｂゾーンを1000ガウス以下とす
るのは、磁束密度が1000〜1500ガウスの間で焼結原料に
働く磁力が大幅に変化し、1500ガウス以上で強磁場とな
り、1000ガウス以下で弱磁場となる。このため、上端部
よりに位置する強磁場のＡゾーンと、下端部寄りに位置
する弱磁場のＢゾーンとの境界で焼結原料に働く磁力に
大きな差が生じるようにする。

【００１７】また、Ａゾーンの磁束密度を3500ガウス超
とすれば原料がドラムシュートに着磁しすぎて円滑に装
入できなくなり、Ｂゾーンの磁束密度を 300ガウス未満
としたのでは磁場が弱すぎて原料がＢゾーンに至る直前
ですべて落下し、分離効果と分散装入効果が低下して好
ましくない。本発明を実施するに当たっては、ドラムシ
ュート６（外径は400mm ）に内蔵させる永久磁石10とし
てシュート表面での磁束密度を、例えば、Ａゾーンで20
00ガウス（強磁場）に設定する一方、Ｂゾーンで500 ガ
ウス（弱磁場）に設定して使用に供した。そして、ＤＬ
式焼結機に設けた給鉱ホッパ１からドラムフィーダ３を
用いて表１に示す焼結原料２を切り出し、ドラムシュー
ト６に衝突する焼結原料２にＡゾーンの永久磁石10から
の2000ガウスの磁力を作用させ、Ｂゾーンの永久磁石10
からの500 ガウスの磁力を作用させた。

【００１８】これにより焼結原料２中に配合されている
返鉱およびミルスケール等の着磁性原料2Aが、まず、Ａ
ゾーンの永久磁石10（強磁場）に強力に引き付けられド
ラムシュート６の外輪11の表面に着磁状態となり、その
他の赤鉄鉱、石灰石等の非着磁性焼結原料2Bは外輪10に
衝突したのち着磁されずに矢印方向に移動するパレット
５の上流側に向け投下される。一方、強磁場のＡゾーン
から弱磁場のＢゾーンに移行する境界部で着磁性原料の
磁化の強さ（emg/）に大きな落差を与えて、ここでドラ
ムシュート６から相当量の着磁性原料2Aをパレット５上
に形成された非着磁性原料層7B上に落下させる。そし
て、弱磁場のＢゾーンの終端部で磁性発生域が途切れる
ので弱磁場で着磁していた着磁性原料2Aが非着磁性原料
層7B上に落下され、最終的に、ドラムシュート６に付着
している着磁性原料2Aがスクレーパ８により掻き落とさ
れるので、着磁性原料2Aが団子状に落下するのを防止で
きる。このようなドラムシュート６からの着磁性原料2A
の落下により、非着磁性原料層7B上に均一な層厚を有す
る着磁性原料層7Aが形成され、例えば層厚600mm の焼結
原料層となり、通常の焼結処理が行われる。

【００１９】ドラムシュート表面で磁束密度に分布が有
るときと分布が無いときにおける焼結鉱の生産性と歩留
りに及ぼす影響を調査するため、図２に示すドラムシュ
ートのＡゾーンを2000ガウス、Ｂゾーンを500 ガウスに
設定する磁束密度に分布を付与する場合と、図４に示す
2000ガウスのみの磁束密度を均一にする場合とについ
て、ＤＬ式焼結機による比較実験操業を行った。表１に
実験に用いた焼結原料の配合例を示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】図５に示すように、ドラムシュートの磁束
密度を変化させる場合（磁束密度分布有り）の方が、磁
束密度を均一にする場合（磁束密度分布無し）に比較し
て格段に焼結鉱の生産率（ton/Hr/m² ）および歩留り
（％）の向上が認められた。また、図６にドラムシュー
ト内の磁束密度に分布が有る場合と無い場合における焼
結原料層の高さ方向におけるミルスケールの偏析状況を
示す。これにより、図５と同様に、磁束密度に分布が有
る場合の方が、無い場合に比較してミルスケールの上層
部への偏析が著しく強化されることが確認された。

【００２２】前記本発明例では、ドラムシュートに永久
磁石を設ける場合について説明したが、永久磁石の代わ
りに鉄心にコイルを巻いた電磁石を取り付け、磁束密度
に分布を付与するようにしても同様の作用、効果を得る
ことができる。また、ドラムシュートの磁性発生領域に
配列された複数の永久磁石を、上端部寄りに位置するＡ
ゾーンと下端側寄りに位置するＢゾーンとにほぼ２分割
する場合について説明したが、これに限定するものでは
なく、３分割以上の多分割ゾーンにすることも可能であ
る。複数の永久磁石に付与する最大磁束密度および最小
磁束密度並びに分割ゾーン数は、焼結原料に配合される
着磁性原料の性状や配合量等により適宜選択できる。

【００２３】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明では、ドラ
ムシュートに内蔵させた複数の磁石のうち上端部寄りに
位置する磁石の磁束密度を大きく、下端側寄りに位置す
る磁石の磁束密度が小さくなるように磁力に大小の分布
を付与する。そして、ドラムシュートを介して装入され
る焼結原料に対して複数の磁石より磁力を上端部寄りに
比較して下端部寄りで小さくなるように作用させ、ドラ
ムシュートの表面に着磁性原料が過剰に付着するのを防
止しつつ、装入する。パレット上に形成される焼結原料
層の上層部に焼結性の良好な着磁性原料を均一な層厚で
偏析させることができるので、上層部の焼結性が確実に
改善でき、焼結鉱の生産性および歩留り向上が達成され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明例に係わる焼結原料装入装置を示す側面
図である。

【図２】図１における磁石を内蔵するドラムシュートを
示す部分拡大図である。

【図３】比較例に係わる焼結原料装入装置を示す側面図
である。

【図４】図３における磁石を内蔵するドラムシュートを
示す部分拡大図である。

【図５】焼結鉱の生産性（ton/Hr/m² ）と歩留り（％）
に及ぼすドラムシュート表面での磁束密度分布有無の影
響を示すグラフである。

【図６】焼結原料層の高さ方向のミルスケールの偏析状
況に及ぼすドラムシュート表面での磁束密度有無の影響
を示すグラフである。

【図７】従来例に係わる焼結原料装入装置を示す側面図
である。

【符号の説明】

１ 給鉱ホッパ ２ 焼結原料 2A 着磁性原料 2B 非着磁性原料 ３ ドラムフィーダ ４、６ ドラムシュート ５ パレット ７ 焼結原料層 7A 着磁性原料層 7B 非着磁性原料層 ８ スクレーパ ９ 内輪 10 永久磁石 11 外輪

Claims (2)

【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
   切り出した焼結原料を、上端部から下端部に至る原料落
   下側の内面に沿って複数の磁石を内蔵させたドラムシュ
   ートを介してドワイトロイド式焼結機のパレット上に装
   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、前記ドラムシュートに内蔵させた複数の磁石のうち
   上端部寄りに位置する磁石の磁束密度を大きく設定する
   一方、下端部寄りに位置する磁石の磁束密度を小さく設
   定して上下方向の磁力に大小の分布を付与し、前記ドラ
   ムシュートを介して装入される焼結原料に対して前記複
   数の磁石により上端部寄りに比較して下端部寄りで小さ
   くなるように磁力を作用させ、前記ドラムシュートの表
   面に着磁性原料が過剰に付着するのを防止しつつ、前記
   パレット上に形成される焼結原料層の上層部に着磁性原
   料を偏析させることを特徴とする焼結原料の装入方法。
2. 【請求項２】 前記複数の磁石のうち、上端部寄りに位
   置する磁石の磁束密度が1500〜3500ガウス、下端部寄り
   に位置する磁石の磁束密度が 300〜1000ガウスであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の焼結原料の装入方法。