JPS648053B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は鉄鉱石ペレツトの焼成方法に関し、殊
に焼成所要熱量の低減を図るものである。 製銑原料として用いられる鉄鉱石は、一般に焼
結鉱又は鉄鉱石ペレツトの形態にして高炉へ装入
されている。このうちペレツト法は粉鉱対策とし
て実績を上げているが、その加熱源を主として重
油やガス燃料に依存している。しかるに近年のエ
ネルギーコスト面における環境変化に対処する必
要が生じ、新たな焼成方法を確立しなければなら
ない。 ペレツトの焼成方法としては幾つかの提案がな
されているが、大別すると次の２方法に分類され
る。 (1) グレートキルン方法：第１図 生ペレツトＭは、乾燥室１、予熱室２、ロー
タリーキルン３を通つて焼成され、アンニユラ
クーラ４で冷却された後、成品ペレツトＰとな
る。図中のその他の記号は、５：排気煙突、
６：始動緊急用補助煙突、７：クーラ排気煙
突、８：キルンバーナ、９：乾燥室排風機、１
０：予熱室排風機、１１：クーラ低熱室送風
機、１２：クーラ高熱室送風機を夫々意味し、
ガス流及びガス温度は図中に示した通りであ
る。尚乾燥の目的は、生ペレツトが急激な熱衝
撃によつて破壊するのを防止する点にあり、鉱
石の種類や粉砕粒度等によつて異なるが通常
200〜400℃で行なわれる。又予熱の目的は、生
ペレツトがキルン内での転動によつて崩壊する
のを防止する点にあり、所要強度を持たせる
為、1000〜1100℃で予熱硬化を図つている。キ
ルン３内での焼成は、1250〜1350℃に加熱して
行なわれ、酸化鉄相互の拡散焼結現象またはス
ラグによる架橋現象を利用して硬化させる。 (2) ストレートグレート方式：第２図 トラベリンググレート２０は高温条件下に長
時間曝されると、材料の劣化や腐食、更には溶
損等を招き易い。従つて生ペレツトＭをグレー
ト２０上へ載せるに先立つて、既焼成の成品ペ
レツトをグレート２０上に床敷として数十ミリ
メートル厚さに敷いておき、その上に生ペレツ
トＭを積層して乾燥室１Ａ，１Ｂ内に搬入す
る。焼成部は余熱室３Ａ、第１焼成室３Ｂ、第
２焼成室３Ｃからなり、又冷却部は１次冷却室
４Ａ、２次冷却室４Ｂから構成され、図中にお
けるその他の記号の意味は、１３：空気吹込送
風機、１４，１８：排ガス排風機、１５：循環
フアン、１６，１７：上向き乾燥排風機、１
９：冷却用排風機であり、各部の温度と内圧、
及びガス流は夫々図中に示した通りである。 これらの従来方式は、いずれの図からも明白で
ある様に熱回収についてかなりの注意を払つてい
る。しかし石油を中心とするエネルギー価格の高
騰は、ペレツトの製造コストを大幅に押し上げる
要因となつており、製鉄所内で発生するコークス
プリーズ粉を主燃料源としている燃結鉱の製造コ
ストに比べると格差が増しつつある。 本発明はこの様な事情に着目してなされたもの
であつて、コークスプリーズ粉、石炭粉、オイル
コークス等の様に比較的安価な炭材を効果的に利
用してペレツトの焼成コストを低下させることを
目的とするものである。 即ち本発明に係る焼成方法とは、１〜10％の炭
材を含有する生ペレツトを、グレート上で、炭
材が燃焼しない範囲で可及的高温まで加熱するこ
と、該加熱に当つて加熱部の上方から高熱ガス
を導入すること、該高熱ガスは酸素濃度が可及
的に低いこと等の条件下において加熱し、しかる
後グレート上又はロータリーキルン内で焼成させ
る点に要旨が存在するものである。 つまり本発明のペレツトは、焼成の為の燃焼を
内蔵するもので、言わば自然性を与えることによ
つて外部から加える重油燃料等の必要量を軽減す
るものである。しかし、焼成段階における着火燃
焼性を高める為には、予熱段階において十分に加
熱しておく必要があり、この加熱が不十分である
と、結局焼成部において大量の燃料が必要とな
り、焼成コスト軽減の目的は達成されない。他方
予熱段階において着火温度付近域はそれ以上の温
度迄加熱すると、前記炭材が発火し易くなり、予
熱の意義が失なわれる。そこで炭材の燃焼を防止
する必要が生じ、本発明においては、「低酸素濃
度の高熱ガス」を用いることにして所期の目的を
達成するに至つた。 以下本発明の構成及び作用効果を実施例図面に
基づいて具体的に述べる。但し下記の説明はスト
レートグレート方式を改良実施する場合の代表例
に触れるだけであり、前・後記の趣旨に反しない
設計変更はもとより、グレートキルン方式への応
用等も本発明に含まれ、特許請求の範囲に記載し
た実施態様も本発明を制限するものではない。 第３図は、ストレートグレート方式に適用する
場合の概念図で、駆動ローラ２８等の駆動力によ
つて、トラベリンググレート２０が矢印方向に回
動する。そして図示しないホツパーからは、生ペ
レツトＭが順次供給され、図の様な積層状態を形
成した後、乾燥部２１に至り、以後加熱部２２、
焼成部２３、１次冷却部２４、２次冷却部２５を
経て成品ペレツトＰとなる。尚２６，２７はブロ
アーであり、ブロアー２７によつて導入された新
鮮空気は夫々矢印に沿つて各部を通過し、排出さ
れる。尚必要であれば、生ペレツトＭの下に既成
の成品ペレツトを床敷として供給する場合もある
が、後記する様な実施例を採用するに当つては、
従来よりも極めて薄くすることができる。 これらの装置によつて行なう焼成手順は下記の
通りである。 乾燥部２１には常温の生ペレツトＭ等が搬入さ
れ、グレート２０の底部から上向き方向に導入通
過する高温ガス（例えば200〜400℃）によつて乾
燥される。乾燥されて耐熱衝撃性の与えられた生
ペレツトは加熱部２２に入る。加熱部２２は、次
の焼成部２３における着火燃焼を容易ならしめる
為に設けられるもので、生ペレツトを炭材の着火
温度近傍又はそれ以上の温度、より具体的には
800℃以上迄高めるのが好ましい。その為には高
熱のガスが必要であるから、図に示す如く助燃々
料Ｇによつて導入ガスを燃焼させることが望まし
く、図例では、１次冷却部２４から供給される高
温ガス（約600℃）を、例えば1000℃前後に迄昇
温させてから生ペレツトの加熱を行なつている。
但し生ペレツトをこの様な高温下に置くと、ペレ
ツト中の炭材が直ちに着火してしまい、ペレツト
層内の温度が制御できなくなつて著しい高温に達
し、グレートを溶損する可能性がある。従つて加
熱部２２に供給される高熱ガスは、若干酸欠状態
のものが望ましく、助燃々料Ｇによる上記燃焼
は、酸素低減を図るという面からみても極めて合
目的である。尚加熱部２２における生ペレツトの
滞在時間が短いことも、同部における燃焼並びに
グレートプレートの高温化防止にとつて有効であ
る。この様な燃焼防止を達成する為の酸欠状況
は、同部に供給される高熱ガス中の酸素濃度を例
えば10％未満、好ましくは６％以下にすることに
よつて得られる。酸素濃度が10％以上になると、
加熱部２２における炭材の燃焼を十分に防止する
ことはできなくなる。加熱部２２に導入するガス
はこの様に高熱であるから、これが直接グレート
２０に触れると前述の様な熱損事故が起こるの
で、本発明においては、上方から下方へ向けて導
入し、生ペレツトに熱を与えて自から降温した後
でグレート２０に接触する様に設計する。その結
果グレート上に床敷用の既製ペレツトＰを供給せ
ずに加熱部において炭材内装ペレツトを相当の高
温に加熱してもグレート２０を損傷することがな
い。尚床敷用ペレツトをグレート上に供給すると
しても非常に少量でよい。そして加熱部２２の下
方から出た高温ガスは、２次冷却部２５で昇温さ
れたガスと共にブロアー２６から乾燥部２１に導
入される。 こうして800℃以上に加熱されたペレツトは焼
成部２３に入り、２次冷却部２５から供給される
高温ガスを受ける。そしてペレツト内には着火寸
前の炭材が混入されているので、十分な酸素が供
給されれば、ペレツト内部で直ちに燃焼が起こ
り、短時間内に焼成が完了する。従つて焼成部２
３における燃焼は主として内装された炭材の自燃
によるが、必要に応じて２３の工程に補助バーナ
を設けることもあり得る。この様にペレツト内の
炭材を完全に且つ短時間内に燃焼させる為には、
供給ガス中の酸素濃度は高い方がよい。従つて必
要であれば酸素富化空気を使用することもある
が、一般的に通常の空気でよく、場合によつては
酸素濃度が10％程度迄低下した空気も使用でき
る。好ましい酸素濃度は15％以上である。尚生ペ
レツトにおける上記の様な内部燃焼効果を十分に
発揮させる為には炭材含有量を１％以上とすべき
であるが、10％を越えると燃焼後のペレツト密度
が低下し、強度上の欠陥を招く恐れもある。よつ
て炭材含有量は１〜10％とした。 次に焼成部２３に対する高温ガスの供給方向で
あるが、焼成温度は1200〜1350℃程度に高める必
要があり、且つ短時間内に焼成を完了することが
望まれるので、焼成部２３からの排出ガス温度は
相当に高くなる。従つてこの排出ガスをグレート
２０に接触させると、元々加熱部２２において高
熱になつていたグレート２０の温度を更に高める
恐れがあり、これを回避する為には、排出ガスを
上方へ引き出す必要がある。これらのことから、
焼成部２３へのガス供給は下方から行なうことが
好ましく、しかも供給ガス温度は、グレート２０
保全の観点からして800℃以下に抑制することが
望まれる。但し余り低温のガスを使うとペレツト
の焼成が十分に進行しなくなるので、第３図に示
す如く、２次冷却部２５を通つて例えば600℃程
度に加熱された空気を利用することは却つて推奨
される。 焼成部２３を出た焼成ペレツトは、１次冷却部
２４及び２次冷却部２５を通つて順次冷却され、
最後は製品として取り出される迄に、前述の様な
熱回収を図るが、１次冷却部２４においてはペレ
ツトの保有熱も相当に高いので、部分的に後焼成
が行なわれることも期待される。又１次冷却に使
用されるガスは、２次冷却によつて多少温度の高
められた空気を用いるのが好ましい。 本発明の焼成方法は上記の如く行なわれるが、
富鉱の枯褐に伴なつてアルカリ金属成分含有量の
多い貧鉱を用いることがあり、又海辺での貯蔵中
にアルカリ金属成分が吸着される様なこともあ
る。 しかるにこれらの成分が高炉内に装入される
と、炉内を循環して炉壁レンガを浸食し、更には
炉体寿命を著しく短縮することがある。従つてこ
の様な鉱石原料を用いるときには、ペレツト中に
混入しない様な対策を講じることが望まれる。そ
こで本発明者等は、造粒に当つて無機塩化物（ア
ルカリ金属塩化物を除く）を配合するということ
に想到した。この様な無機塩化物としては、塩化
アンモニウムやアルカリ土類金属塩化物
（CaCl₂、BaCl₂、MgCl₂等）の他のFeCl₂やFeCl₃
等が利用されるが、例えばCaCl₂を加えると、焼
成反応中に Na₂O＋CaCl₂→2NaCl＋CaO K₂O＋CaCl₂→2KCl＋CaO で示される反応が進み、生成したアルカリ金属塩
化物は焼成排ガスと共に放出される。尚第３図に
示した実施例では焼成排ガスは上向きに排出され
ているので、焼成プロセス系内に循環してペレツ
トに再付着したり、またグレートプレートの目詰
りを生ずる様なこともなく、極めて合目的であ
る。尚本プロセスからの排ガスは、常法によつて
集塵等の処理に付されことは言う迄もない。 本発明は以上の如く構成されているので、ペレ
ツトの焼成を短時間に十分完了させることがで
き、燃料コストの上昇を制御することができる。 実施例 実施例 １ ストレートグレート方式の試験炉を使用し、従
来法及び本発明法に従つて鉄鉱石ペレツトの焼成
実験を行ない、夫々の焼成所要時間と焼成エネル
ギーからコスト比較を行なつた。 実験に当たつては、粉鉱石にCaCO₃粉とオイ
ルコークス（炭材）を添加し、第１表に示す組成
の生ペレツトを造粒して焼成実験に供した。尚従
来法の場合には生ペレツト原料中にオイルコーク
スを添加しなかつた。

【表】 （重量％）
夫々の実験で採用した焼成条件は第２表に、ま
た得られた焼成ペレツトの物理化学的性状は第３
表に夫々示す通りであり、これらの表より次の様
に考えることができる。 第２表の処理時間について従来法と本発明法を
比較すると、従来法では乾燥から焼成完了までに
41.5分を要しているのに対し、本発明法では36分
に短縮されており、本発明によれば焼成所要時間
を従来例に比べて15％程度短縮し得ることが分か
る。尚本発明法により得た焼成ペレツトの物理化
学的性状は従来法により得たものと何ら遜色は見
られない。 また上記焼成実験において、従来法を実施する
際の外熱バーナ用燃料として重油を用いた場合と
微粉炭を用いた場合についてコスト計算を行なう
と共に、本発明法でオイルコークス粉を用いた場
合のコスト計算を行なつた。 その結果は下記の通りであり、本発明によれば
燃料として重油を用いた場合はもとより、安価な
微粉炭を用いた従来法に比べても、燃料コストを
大幅に低減し得ることが分かる。 ［燃料コスト比較］ 従来法（重油） ……690円／トン 〃 （微粉炭） ……250円／トン 本発明法（オイルコークス） ……208円／トン

【表】

【表】 実施例 ２ アルカリ金属成分を含む鉱石にコークスブリー
ズ粉とCaCl₂を加え、次の組成からなる生ペレツ
トを造粒した（重量％、乾燥ベース）。 T.Fe：37.2 FeO：5.07 Na： 1.88 Ｋ：2.53 Cl： 5.89 Ｃ：6.35 このペレツトを、ストレートグレート方式の試
験炉を用いて第４表に示す条件で焼成した。

【表】 この結果、次に示す組成のペレツトが得られた
（重量％、乾燥ベース）。 T.Fe：50.77 FeO：22.73 Na： 0.44 Ｋ： 0.21 Cl： 0.09 Ｃ： 0.45 尚Na、Ｋ、Cl、Ｃの除去率は下記の通りであ
つた（重量％、乾燥ベース）。 Na：82.8 Ｋ：93.9 Cl：98.8 Ｃ：94.8

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来の焼成方式を示す概念図、第
３図は本発明の実施例を示す概念図である。 ２０……グレート、２１……乾燥部、２２……
加熱部、２３……焼成部、２４……１次冷却部、
２５……２次冷却部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄鉱石類の他１〜10％の炭材を含有する生ペ
   レツトをグレート上で加熱し、次いでグレート上
   又はロータリーキルン内で焼成する鉄鉱石ペレツ
   トの焼成方法であつて、加熱部の上方から低酸素
   濃度の高熱ガスを導入し、生ペレツトが実質的に
   燃焼しない温度に昇温させることを特徴とする鉄
   鉱石ペレツトの焼成方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、導入する高
   熱ガスの酸素濃度が10％未満であり、800℃以上
   に昇温させる焼成方法。 ３ 特許請求の範囲第１又は２項において、グレ
   ート上で焼成を行なう場合、10％以上の酸素濃度
   で且つ800℃以下の高温ガスを、焼成部の下方か
   ら導入する焼成方法。 ４ 特許請求の範囲第１、２又は３項において、
   焼成の終つたペレツトを、グレート上で１次冷却
   して熱回収を行なう焼成方法。 ５ 特許請求の範囲第４項において、加熱部に導
   入する高熱ガスは、１次冷却に用いた空気の全部
   又は一部を利用したものである焼成方法。 ６ 特許請求の範囲第１、２又は３項において、
   生ペレツトの加熱に先だつて、グレート上で乾燥
   させる焼成方法。 ７ 特許請求の範囲第６項において、加熱部の下
   方から排出されるガスを乾燥部に導入する焼成方
   法。 ８ 特許請求の範囲第４項において、１次冷却さ
   れたペレツトを、グレート上で２次冷却して熱回
   収を行なう焼成方法。 ９ 特許請求の範囲第８項において、１次冷却部
   に導入する高温ガスは、ペレツトの２次冷却に用
   いた空気の全部又は一部を利用したものである焼
   成方法。 １０ 特許請求の範囲第１〜９項のいずれかにお
   いて、ペレツト原料に無機塩化物（アルカリ金属
   塩化物を除く）を添加して焼成する焼成方法。