JP2020521050A - 焼結プラントの操業方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、焼結混合物が焼結機（１０）で焼成される焼結プラントの操業方法であって、（ａ）焼成された焼結体を上限粒径未満に粉砕する工程と、（ｂ）粉砕された焼結体を篩分けして、微粉を除去し、典型的には小さなサイズ分級物、中間サイズ分級物及び高サイズ分級物である少なくとも２つの焼結体サイズ分級物を分離する工程と、（ｃ）少なくとも２つの焼結体サイズ分級物のそれぞれを、それぞれ別個の貯蔵ビン（４０、４２、４４）に貯蔵する工程と、を含む方法に関する。篩分けされた焼結体分級物は、焼結プラントで再び混ぜ合わされることなく高炉プラント（２０´）に搬送され、ここでそれぞれ別個の貯蔵ビン（４０、４２、４４）に貯蔵される。篩分けされた焼結体分級物を、高炉に搬送する前に、焼結プラントで別々のビンに中間的に貯蔵してもよい。【選択図】図２

Description

本発明は、概略的には製鉄業のための焼結体製造の分野に関する。より具体的には、本発明は、焼結プラントの操業方法に関する。

鉄冶金でよく知られているように、微粉鉱石、高炉ダスト（煙道ダスト）、製鉄廃棄物、ミルスケールなどの微細な鉄化合物を微粒燃料（コークス微粉など）によって凝集させることは、焼結プロセスと呼ばれる。

焼結プラントでは、上記の原材料はビンに貯蔵され、これらの供給材料の混合物（所定量）に、いわゆる混合及び団粒化ドラム内で水の添加が行われ、小さな米サイズの団粒又は顆粒が生成される。得られた生の焼結顆粒は、移動格子型焼結炉に移される。格子の先端又は供給端の近くで、炉床表面がガスバーナによって点火され、混合物が移動格子に沿って移動するのに伴って、空気が混合物内に引き込まれ、ダウンドラフト燃焼によって燃料を燃焼させる。格子がウインドボックス上をストランドの排出端に向かって連続的に移動するのに伴い、炉床内の燃焼前線が徐々に降下する。これにより、微細な鉱石粒子を多孔質クリンカへと焼結させるための約１３００〜１４８０℃（２３７０〜２７００°Ｆ）の十分な熱及び温度が生じる。

炉内での燃焼の完了後、得られた焼結ケーキの温度は約６００℃〜７００℃である。これを焼結ブレーカを使用してより小さなサイズに分解し、焼結クーラで例えば約１００℃などの中程度の温度に冷却する。冷却された生成物は、次にジョークラッシャに通され、ここで焼結体のサイズは、更に小さいサイズ、即ち５０ｍｍ未満に縮小される。

粉砕された焼結体は、焼結プラントの操業要件に応じて所定のサイズ分級物を分離するために篩分けされる。このことは、焼結炉１０から送出された焼成焼結体の１００％が破砕／粉砕装置１２で５０ｍｍ未満に破砕され、この粉砕された焼結体が、１４ａ、１４ｂ及び１４ｃでそれぞれ示される２０ｍｍ、１０ｍｍ及び５ｍｍの高性能スクリーンを使用して、従来の方法で篩分けされることを示す図１に図示されている。この篩分けシステムにより、粉砕された焼結体は４つのサイズ分級物へと工業的に分離される。
ｉ．２０〜５０ｍｍの分級物：この大きな分級物は、全て焼結品に組み込まれる。
ｉｉ．１０〜２０ｍｍの分級物：この中間サイズ分級物の一部は、焼結機の格子上の炉床層として必要である。残りは焼結品に組み込まれる。
ｉｉｉ．５〜１０ｍｍの分級物：この小さな分級物は、全て焼結品に組み込まれる。
ｉｖ．５ｍｍ未満の分級物：これらの微粉は、焼結プラント１８の原料セクション（焼結ストックハウス１６）へとリサイクルされる。これらは通常、高炉２２では望ましくなく、従って焼結品に組み込まれない。

ここで、３つのサイズ分級物ｉ）、ｉｉ）及びｉｉｉ）が、篩分けされると混ぜ合わされて、高炉プラント２０に供給される焼結品を形成することに留意すべきである。上記で説明したように、この従来の篩分けプロセスは、通常、微粉を除去して原料セクションへとリサイクルし、所定の割合の中間サイズの焼結体（分級物ｉｉ））を焼結炉１０内での使用向けに篩分けする篩分けプラント内部の動作を目的として実行される。

従って、焼結プラント１８の最終生成物は、５〜５０ｍｍの範囲のサイズを有する焼結体である。これが次に、高炉ストックハウス２４に搬送され、焼結体ビン（又はサイロ）２４に貯蔵される。高炉装入手順の間に、焼結品はビン２４から材料コンベヤ上へと取り出される（そして好ましくは篩分けされる）。

本発明の目的は、改善された焼結プラントの操業方法を提供することである。

この目的は、請求項１に記載の方法により達成される。

本発明は、焼結プラントの従来の操業を分析し、高炉装入の実施を考察することから生じた。

周知のように、焼結体は高炉装入物の主要な部分である。上述のように、焼結体は、典型的には、通常５〜５０ｍｍの範囲の小さな粒子から粗い粒子までの様々な粒子分布を含む単一の生成物として当該技術分野で考えられている。即ち、典型的な高炉装入プログラムでは、焼結体は単一の生成物として考慮される。

従来の実施とは対照的に、本発明は、従来は篩分けプラントで行われてきた篩分け作業を、具体的には２つ以上の焼結体分級物を高炉ストックハウスへと搬送することによって、焼結プラントの操業のみならず高炉の操業のためにも利用することを目的とする。

従って、本発明は、焼結混合物が焼結機内で焼成される焼結プラントの操業方法であって、
（ａ）焼成された焼結体を上限粒径未満に粉砕する工程と、
（ｂ）粉砕された焼結体を篩分けして、微粉を除去し、少なくとも２つのサイズ分級物を分離する工程と、
（ｃ）前記少なくとも２つのサイズ分級物のそれぞれを、それぞれ別個の貯蔵ビンに貯蔵する工程と、
を含む方法を提案する。

従って、本発明の方法では、篩分けプラントは、焼結プラント及び高炉プラントでの使用に適した異なるサイズクラスの２つ以上の焼結品を供給する。通常、工程ｂ）で分離された各サイズ分級物は、他の分級物と重複することなく異なる所定の粒径範囲を有する。

従来の実施とは異なり、焼結プラントで分離された焼結体分級物は混ぜ合わされず、別々のビンに中間的に貯蔵される（ビンごとに１つの分離されたサイズ分級物）。焼結体分級物を、高炉プラントに搬送する前に中間的に焼結プラントで貯蔵してもよいが、高炉ストックハウスに直接搬送して貯蔵してもよいことが理解されよう。一実施形態では、１つ以上の分級物が貯蔵され、１つの分級物が高炉上部の装入設備に直接搬送される。

本方法は、例えば、より大きな焼結体分級物を高炉内の圧力降下を抑制するために使用し、微細な焼結体分級物を高炉内の放射状の偏析を抑制するために使用することができる高炉装入法において有利である。

従って、本発明の方法では、工程ｂ）の従来の篩分け作業によって分離された焼結体分級物は、サイズ分級された焼結体を高炉内に装入することを可能にするために、好ましくは直接貯蔵ビンに搬送される。

一実施形態では、工程（ｂ）は、粉砕された焼結体を高サイズ分級物と低サイズ分級物とに分離することを含む。

しかしながら、好ましくは、粉砕された焼結体は、小サイズ分級物、中間サイズ分級物及び高サイズ分級物の３つのサイズ分級物に分離される。実際には、中間サイズ分級物は、少なくとも部分的に炉床層として焼結機に戻され、余った中間サイズ分級物は、それぞれの別個の貯蔵ビンに貯蔵される。

従って、低サイズ分級物が、小サイズ分級物と中間サイズ分級物とを含んでもよい。

本発明のこれらの及びその他の特徴は、添付の従属請求項に記載されている。

別の一態様によれば、本発明は、高炉ストックハウスを含む高炉プラントにおける高炉の操業方法に関し、ストックハウスは焼結体用の貯蔵ビンを含む。焼結体用の貯蔵ビンには、焼結プラントから搬送された焼結体が供給され、ここで、焼結体は、本明細書で開示された方法に従ってサイズ分級され、少なくとも２つの焼結体サイズ分級物がそれぞれの別個の貯蔵ビンに貯蔵されることに注目すべきである。各サイズ分級物は、他の焼結体分級物と重複することなく異なる所定の粒径範囲を有する。高炉への装入は、焼結体サイズ分級を実施する所定の高炉装入手順に従って行われる。

実施に際しては、所望のサイズクラスの焼結体が対応する貯蔵ビンから取り出され、高炉に個別に（即ち、一度に１つの焼結体クラスのみ、ただし他の非焼結材料と混ぜ合わせることは可能である）装入され、所望の場所に焼結層を形成する。

本発明を、以下に添付図面を参照して例を挙げながら説明する。
従来技術の焼結プラントにおける粉砕された焼結体の供給を示すフローチャートである。 本発明の方法の一実施形態を示すフローチャートである。

背景のセクションで説明し、図１に要約するように、従来の焼結プラント操業では、様々な焼結体サイズ分級物を生成してから再び混ぜ合わせて、幅広い粒径分布の最終的な焼結品を形成する。

本発明は、従来の焼結プラント操業で生成されるこれらの異なる焼結体サイズ分級物を活用し、これらを単一の生成混合物の形で使用する代わりに高炉でそのまま使用する。その結果、より柔軟な高炉操業及び、特に高炉シャフトの圧力損失の低減を図ることが可能である。

ここで、本方法の一実施形態を図２を参照しながら説明する。図面において、同じ又は類似の要素は同じ参照符号で示される。焼結プラント１８´は、上記の背景セクションで概略的に述べた当業で周知の焼結ストックハウス１６、焼結機１０で焼成される生の焼結団粒又は顆粒を作製するための焼結混合物作製セクション（図示せず）を含む。

団粒又は顆粒は、焼結機１０で焼成（熱処理／硬化）され、得られた焼結ケーキは、典型的には、焼結ブレーカによって小さく分解され、シンタークーラ（図示せず）で例えば１００℃などの中程度の温度に冷却されることが望ましい。

次いで、冷却された生成物は、破砕／粉砕装置１２に通され、ここで焼結体のサイズは、ここでは５０ｍｍ未満のより小さなサイズへと更に縮小される。粉砕装置１２は、任意の適切な破砕又は粉砕機、特にジョークラッシャ、歯付きクラッシャ又はコーンクラッシャであり得る。粉砕された焼結体は、例えば１４ａ、１４ｂ及び１４ｃでそれぞれ示される２０ｍｍ、１０ｍｍ及び５ｍｍの高性能スクリーンで篩分けされる。この篩分けシステムにより、粉砕された焼結体は、
ｉ．大きなクラス／分級物を形成する２０〜５０ｍｍの分級物、
ｉｉ．１０〜２０ｍｍの分級物：この中間サイズ分級物の一部は、焼結炉で炉床層としてリサイクルされる、
ｉｉｉ．小さな分級物を形成する５〜１０ｍｍの分級物、
ｉｖ．５ｍｍ未満の分級物：これらの微粉は、焼結プラント１８´の原料セクション（焼結ストックハウス１６）へとリサイクルされる、
の４つのサイズ分級物へと工業的に分離される。

本プロセスでは、異なるサイズ分級物ｉ）、ｉｉ）及びｉｉｉ）は、焼結プラントでの篩分け時に再混合されて単一の焼結品を形成しないが、各サイズ分級物は、例えば高炉プラント２０´でビン（ホッパ又はサイロ）に個別に貯蔵されることを理解されたい。即ち、１つの分離されたサイズ分級物が専用のビンに貯蔵される。言い換えると、１つのビンに収容されるサイズ分級物は１つだけであるが、同じサイズ分級物を収容しているビンが２つ以上存在してもよい。

参照符号４０、４２及び４４は、焼結プラント１８´のスクリーン１４ａ、１４ｂ及び１４ｃから得られる所定のサイズの焼結体分級物を収容するために提供されるそのような個別の焼結ホッパを示す。

篩分けは、異なる焼結体分級物（又はサイズクラス）が互いに重複することなく異なるように行われることに留意されたい。従って、高炉プラントは、異なるサイズの焼結体分級物を含むビン４０、４２及び４４を備え、これにより、焼結体のサイズ分級を実施する高炉装入法が可能となる。

本実施形態において、３つのビン４０、４２及び４４は、典型的には、高炉ストックハウス内に配置されることが可能であり、ここで、
−ビン４０には５〜１０ｍｍの焼結体分級物が収容され、
−ビン４２には１０〜２０ｍｍの焼結体分級物が収容され、
−ビン４４には２０〜５０ｍｍの焼結体分級物が収容される。

例えば、篩分けされた焼結体分級物は、スクリーン１４ａ、１４ｂ及び１４ｃから、専用の各コンベヤ装置４６ａ、４６ｂ、４６ｃを介して、各ビン４０、４２及び４４に直接搬送される。各ビン４０、４２、４４からサイズ分級された焼結体を取り出す際に、従来の方法で微粉スクリーンを配置して、例えば５ｍｍ未満の微粉などを除去してもよい。

高炉ストックハウスの別々のビンに様々なサイズクラスの焼結体を収容可能であることにより、サイズ分級された焼結体を高炉に装入することができる。即ち、所望のサイズクラスの焼結体の層を、高炉内に個別に、炉内の所望の場所に装入することができる。

総括すると、高炉へのサイズ分級された焼結体の装入により、（ビン４０、４２又は４３から排出された）異なる粒径クラスの焼結体を高炉の異なる半径方向位置に装入し、それによってガス流分布を調整することが可能である。

本発明の利点のいくつかを以下に要約する。
−高炉（ＢＦ）の焼結体分級物中の空隙を増加させることで、例えば、
−ＢＦの生産性の向上、
−より微細な焼結体分級物の使用による返鉱率の低減、
−ＢＦにおける焼結体の低質化が可能であることにより、低コストの焼結原料を使用できること、
−より安価なコークスの使用、
などのユーザの状況に応じた柔軟な利用が可能となる。
−各焼結体分級物／クラスの粒子サイズのばらつきが少ないため、放射状の偏析をより適切に抑制できることにより、ＢＦのプロセス制御をより良好に行うことが可能となり、
−ＢＦプロセスの安定性の向上、
−コークス消費量の削減及び、
−冷却要素のより確実な保護、
が図られる。

Claims (15)

1. 焼結混合物が焼結機（１０）で焼成される焼結プラントの操業方法であって、
   （ａ）焼成された焼結体を上限粒径未満に粉砕する工程と、
   （ｂ）前記粉砕された焼結体を篩分けして、微粉を除去し、少なくとも２つの焼結体サイズ分級物を分離する工程と、
   （ｃ）前記少なくとも２つの焼結体サイズ分級物のそれぞれを、それぞれ別個の貯蔵ビン（４０、４２、４４）に貯蔵する工程と、
   を含む方法。
2. 工程（ｂ）で分離された前記少なくとも２つの焼結体サイズ分級物が、工程（ｂ）又は（ｃ）で混ぜ合わされない、請求項１に記載の方法。
3. 工程（ｂ）が、高サイズ分級物と低サイズ分級物とを分離することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 工程（ｂ）が、少なくとも部分的に炉床層として焼結機に戻される中間サイズ分級物を分離することを更に含み、
   余った前記中間サイズ分級物は、それぞれ別個の貯蔵ビン（４２）に貯蔵される、請求項３に記載の方法。
5. 前記低サイズ分級物は、前記中間サイズ分級物と小さなサイズ分級物とを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記高サイズ分級物は、約２０〜５０ｍｍの範囲のサイズを有する焼結粒子に対応し、前記中間サイズ分級物は、約１０〜２０ｍｍの範囲のサイズを有する焼結粒子に対応し、前記小さな分級物は、約５〜１０ｍｍの範囲のサイズを有する焼結粒子に対応する、請求項２、３又は４に記載の方法。
7. 前記高サイズ分級物及び前記低サイズ分級物が、前記篩分け工程（ｂ）の後に直接貯蔵される、請求項２から５のいずれか一項に記載の方法。
8. 工程（ｂ）で、粉砕された焼結体が篩分けユニット（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を通過し、工程（ｃ）が、前記篩分けされた焼結体分級物を収集して、それらを前記貯蔵ビン（４０、４２、４４）に直接搬送することを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記貯蔵ビン（４０、４２、４４）が高炉ストックハウスの一部であり、前記篩分けされた焼結体分級物が前記貯蔵ビン（４０、４２、４４）に直接搬送される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記貯蔵ビンが前記焼結プラントの一部であり、篩分けされた焼結体分級物が、高炉装入設備又は高炉ストックハウス貯蔵ビン（４０、４２、４４）に搬送される前に、その中に中間的に貯蔵される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
11. 工程（ｂ）で分離された各サイズ分級物が、他の焼結体分級物と重複することなく異なる所定の粒径範囲を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記上限粒径が４０〜１００ｍｍの範囲、好ましくは約５０ｍｍである、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 除去された微粉が、２〜８ｍｍの範囲、好ましくは５ｍｍ未満の粒径を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 高炉ストックハウスを含む高炉プラントにおける高炉の操業方法であって、前記ストックハウスが焼結体用の貯蔵ビンを含み、
    前記焼結体用の貯蔵ビンに、焼結プラントから搬送された焼結体が供給され、前記焼結体は、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法に従ってサイズ分級され、少なくとも２つの焼結体サイズ分級物がそれぞれの別個の貯蔵ビンに貯蔵され、
    各サイズ分級物は、他の焼結体分級物と重複することなく異なる所定の粒径範囲を有し、
    前記高炉への装入が、焼結体サイズ分級を実施する所定の高炉装入手順に従って行われる、方法。
15. 所望のサイズクラスからの焼結体が、対応する貯蔵ビンから取り出されると、前記高炉内に個別に装入されて、所望の位置に焼結体層を形成する、請求項１４に記載の方法。

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