JP2021130835A - Blast furnace raw material sorting method and blast furnace raw material sorting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サンプリングした高炉原料について、高炉原料に含まれる複数種類の原料を仕分けるための仕分け方法及び仕分け装置に関する。 The present invention relates to a sorting method and a sorting device for sorting a plurality of types of raw materials contained in the sampled blast furnace raw materials.
高炉の安定操業や高効率操業を実現するために、炉内ガスの通気性を最適化することが重要である。炉内ガスの通気性の良否は、高炉に装入された高炉原料の体積密度分布や、高炉に装入された高炉原料に含まれる各種類の原料の堆積位置を評価することによって判定できる。この評価を行うためには、例えば、試験炉に装入した高炉原料をサンプリングし、このサンプリングした高炉原料に含まれる原料の粒径等を選別して仕分けする作業を行う必要がある。 In order to realize stable operation and high efficiency operation of the blast furnace, it is important to optimize the air permeability of the gas in the furnace. The quality of the air permeability of the gas in the furnace can be judged by evaluating the volume density distribution of the blast furnace raw material charged in the blast furnace and the deposition position of each type of raw material contained in the blast furnace raw material charged in the blast furnace. In order to perform this evaluation, for example, it is necessary to sample the blast furnace raw materials charged in the test furnace, and select and sort the particle size and the like of the raw materials contained in the sampled blast furnace raw materials.
サンプリングした高炉原料について、高炉原料に含まれる複数種類の原料を仕分ける方法には、改善の余地がある。本発明は、サンプリングした高炉原料について、高炉原料に含まれる複数種類の原料を効率的に仕分けることができる仕分け方法、及び仕分け装置を提供することを目的とする。 There is room for improvement in the method of sorting a plurality of types of raw materials contained in the sampled blast furnace raw materials. An object of the present invention is to provide a sorting method and a sorting device capable of efficiently sorting a plurality of types of raw materials contained in a sampled blast furnace raw material.
上記課題を解決するために、本発明は、サンプリングした高炉原料について、この高炉原料に含まれる複数種類の原料を仕分ける高炉原料の仕分け方法であって、粒径選別工程と、分類工程と、を含む。粒径選別工程では、粒径選別機を用いて高炉原料を粒径に応じて選別する。分類工程では、磁力を利用して選別を行う磁選機及び／または色の相違に基づいて選別を行う色選別機を用いて、高炉原料に含まれる複数種類の原料を所定の区分に分類する。 In order to solve the above problems, the present invention is a method for sorting a plurality of types of blast furnace raw materials contained in the sampled blast furnace raw materials, which comprises a particle size sorting step and a classification step. include. In the particle size sorting step, the blast furnace raw material is sorted according to the particle size using a particle size sorter. In the classification step, a plurality of types of raw materials contained in the blast furnace raw material are classified into predetermined categories by using a magnetic separator that sorts using magnetic force and / or a color sorter that sorts based on the difference in color.
分類工程の前に粒径選別工程を実施することができる。 A particle size sorting step can be performed before the classification step.
分類工程において、磁選機を用いた選別を行った後、色選別機を用いた選別を行うことができる。 In the sorting step, after sorting using a magnetic separator, sorting using a color sorter can be performed.
仕分け方法の対象となる高炉原料としては、試験炉に装入されて堆積した高炉原料からサンプリングされたものとすることができる。 The blast furnace raw material to be the target of the sorting method can be sampled from the blast furnace raw material charged and deposited in the test furnace.
仕分け方法の対象となる高炉原料としては、実炉に装入するために搬送される高炉原料からサンプリングされたものとすることができる。 The blast furnace raw material to be the target of the sorting method can be sampled from the blast furnace raw material transported for charging into the actual furnace.
また、本発明は、サンプリングした高炉原料について、この高炉原料に含まれる複数種類の原料を仕分ける高炉原料の仕分け装置であって、高炉原料を粒径に応じて選別する粒径選別機と、磁力を利用して複数種類の原料を選別する磁選機及び／または、色の相違に基づいて複数種類の原料を選別する色選別機と、を有することを特徴とする高炉原料の仕分け装置である。 Further, the present invention is a blast furnace raw material sorting device that sorts a plurality of types of raw materials contained in the sampled blast furnace raw material, and is a particle size sorter that sorts the blast furnace raw material according to the particle size, and a magnetic force. It is a blast furnace raw material sorting apparatus characterized by having a magnetic separator for selecting a plurality of types of raw materials and / or a color sorter for selecting a plurality of types of raw materials based on a difference in color.
本発明によれば、粒径選別機を用いた機械処理により粒径選別工程を行うため、粒径に応じた選別を効率的に行うことができる。しかも、磁選機及び色選別機の少なくとも一方を用いた機械処理により分類工程を行うため、所定の区分への分類を効率的に行うことができる。結果として、高炉原料に含まれる複数種類の原料を効率的に仕分けることができる。 According to the present invention, since the particle size sorting step is performed by mechanical processing using a particle size sorting machine, sorting according to the particle size can be efficiently performed. Moreover, since the classification process is performed by mechanical processing using at least one of a magnetic separator and a color sorter, it is possible to efficiently classify into a predetermined category. As a result, a plurality of types of raw materials contained in the blast furnace raw material can be efficiently sorted.
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る高炉原料の仕分け方法及び仕分け装置について説明する。なお、本実施形態において、「高炉原料」とは、高炉に装入される原料であり、所定の評価を行うためのサンプリングの対象となるものである。高炉原料には、複数種類の原料が含まれ、各種類の原料を単に「原料」と称すものとする。「原料」としては、例えば、鉄源としての鉱石原料と、還元材としてのコークスと、石灰石等の副原料などが挙げられる。鉱石原料としては、例えば焼結鉱、塊鉱石、ペレット、含炭塊成鉱が挙げられる。コークスは例えばフェロコークスであってもよく、鉱石原料に混合して用いられるいわゆる小塊コークスであってもよい。 Hereinafter, a method of sorting blast furnace raw materials and a sorting device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the "blast furnace raw material" is a raw material charged into the blast furnace and is a target of sampling for performing a predetermined evaluation. The blast furnace raw material includes a plurality of types of raw materials, and each type of raw material is simply referred to as "raw material". Examples of the "raw material" include an ore raw material as an iron source, coke as a reducing agent, and an auxiliary raw material such as limestone. Examples of the ore raw material include sinter, lump ore, pellets, and coal-containing lump ore. The coke may be, for example, ferro-coke, or so-called small-lump coke used by mixing with an ore raw material.
本発明によれば、焼結鉱・塊鉱石・ペレット・コークスなどの種類別に高炉原料を仕分けることも可能であるし、それら一般的な原料の種類とは別に、所定の区分に分類した上で高炉原料に含まれる複数種類の原料を仕分けることも可能である。例えば、鉱石原料について多バッチ装入を行う場合、１ダンプ目（Ｏ１ダンプ）に含まれる焼結鉱と、２ダンプ目（Ｏ２ダンプ）に含まれる焼結鉱と、をそれぞれ異なる区分としてもよい。また例えば、コークスについて、中心装入用コークスや混合装入用コークス（小塊コークス）といった、用途別に異なる区分を設けてもよい。 According to the present invention, it is possible to sort blast furnace raw materials by type such as sinter, lump ore, pellets, and coke, and after classifying them into predetermined categories separately from the general types of raw materials. It is also possible to sort multiple types of raw materials contained in blast furnace raw materials. For example, when multi-batch charging of ore raw materials is performed, the sinter contained in the first dump (O1 dump) and the sinter contained in the second dump (O2 dump) may be classified differently. .. Further, for example, the coke may be classified differently according to the use, such as coke for central charging and coke for mixed charging (small coke).
すなわち、本発明における所定の区分とは、後述する評価のために予め定められた所望の区分であり、一般的な原料の種類別の区分には限定されない。 That is, the predetermined classification in the present invention is a desired classification predetermined for the evaluation described later, and is not limited to the general classification according to the type of raw material.
図１は、本実施形態に係る高炉原料の仕分け方法の一例を示すフローチャートである。図１を参照して、まず、試験炉に装入して堆積させた高炉原料のサンプリングを行う（工程Ｓ１）。試験炉とは、少なくとも高炉の炉頂部を模した装入物分布試験用の試験装置であり、原料の装入、及び、装入された原料のサンプリングができる試験装置である。試験炉は、例えば１／３ベルレス試験装置（１／３縮尺模型実験装置）である。１／３ベルレス試験装置は、ベルレス式炉頂装入装置を模した実炉の１／３サイズの模型実験装置（半径１８００ｍｍ程度）である。１／３ベルレス試験装置は、装入装置としてサージホッパと装入コンベアと炉頂ホッパと旋回シュートとを有し、そのほか、炉体シャフト部と、炉内荷下がりを模擬するための切出装置とを有する。１／３ベルレス試験装置に装入する高炉原料について、平均粒径は実炉の約１／３、装入量は実炉の約１／２７とすることができる。 FIG. 1 is a flowchart showing an example of a method for sorting blast furnace raw materials according to the present embodiment. With reference to FIG. 1, first, the blast furnace raw material charged and deposited in the test furnace is sampled (step S1). The test furnace is a test device for charging charge distribution test that at least imitates the top of a blast furnace, and is a test device capable of charging raw materials and sampling the charged raw materials. The test furnace is, for example, a 1/3 bellless test apparatus (1/3 scale model experimental apparatus). The 1/3 bellless test device is a 1/3 size model experimental device (radius of about 1800 mm) that imitates a bellless type furnace top charging device. The 1/3 bellless test device has a surge hopper, a charging conveyor, a furnace top hopper, and a swivel chute as charging devices, as well as a furnace body shaft and a cutting device for simulating loading in the furnace. Has. The average particle size of the blast furnace raw material charged into the 1/3 bellless test apparatus can be about 1/3 of that of the actual furnace, and the charged amount can be about 1/27 of that of the actual furnace.
試験炉からの高炉原料のサンプリング方法（一例）について、図２を用いて説明する。図２は、試験炉の炉中心部から炉壁部までの領域を、炉高方向で切断したときの断面図である。図２では、後述する評価の対象となる高炉原料の堆積層を、複数のグリッドＧによって複数のサンプリング領域に区画しており、各サンプリング領域から高炉原料をサンプリングする。具体的には、図２に示すように、高炉原料の堆積層を、半径方向に複数（ここでは、７つ）に分割し、周方向に所定間隔（例えば２０ｃｍ）で区切り、かつ深さ方向（炉高方向、例えば５ｃｍ）に所定間隔で区切るようにグリッドＧを作成する。このサンプリングは手作業によって行われてもよく、バキューム装置等を用いて行われてもよい。 A method of sampling the blast furnace raw material from the test furnace (one example) will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view when the region from the furnace center portion to the furnace wall portion of the test furnace is cut in the furnace height direction. In FIG. 2, the deposited layer of the blast furnace raw material to be evaluated later is divided into a plurality of sampling regions by a plurality of grids G, and the blast furnace raw material is sampled from each sampling region. Specifically, as shown in FIG. 2, the sedimentary layer of the blast furnace raw material is divided into a plurality of layers (here, seven) in the radial direction, separated at predetermined intervals (for example, 20 cm) in the circumferential direction, and in the depth direction. A grid G is created so as to divide the grid G in a predetermined interval (in the direction of the furnace height, for example, 5 cm). This sampling may be performed manually or may be performed using a vacuum device or the like.
工程Ｓ１においてサンプリングした高炉原料を後述する粒径選別機に投入することにより、高炉原料の粒子について、この粒径に応じた選別を行う（工程Ｓ２）。これにより、互いに異なる複数の粒径範囲のそれぞれにおいて、高炉原料の粒子が選別される。一般に、実炉に装入される焼結鉱の粒径は３〜５０ｍｍ、塊鉱石の粒径は３〜５０ｍｍ、ペレットの粒径は８〜１５ｍｍであり、コークスの粒径は３５〜７５ｍｍであり、副原料の粒径は３〜５０ｍｍである。試験炉に装入される高炉原料の粒径はそれぞれ約１／３程度であるから、それら高炉原料は粒径に応じておよそ選別することが可能である。 By putting the blast furnace raw material sampled in the step S1 into a particle size sorter described later, the particles of the blast furnace raw material are sorted according to the particle size (step S2). As a result, the particles of the blast furnace raw material are selected in each of the plurality of particle size ranges different from each other. Generally, the grain size of sinter charged into an actual furnace is 3 to 50 mm, the grain size of lump ore is 3 to 50 mm, the grain size of pellets is 8 to 15 mm, and the grain size of coke is 35 to 75 mm. Yes, the particle size of the auxiliary material is 3 to 50 mm. Since the particle size of the blast furnace raw materials charged into the test furnace is about 1/3, the blast furnace raw materials can be roughly selected according to the particle size.
工程Ｓ２において選別された粒径範囲ごとに、高炉原料を後述する磁選機に投入し、原料の磁性の有無（強弱）に基づいて、高炉原料に含まれる複数種類の原料を選別する（工程Ｓ３）。一般に、鉱石原料は磁性物であり、コークス及び副原料は非磁性物である。よって、少なくとも粒径選別機と磁選機を組み合わせて用いることにより、高炉原料に含まれる複数種類の原料を仕分けることが可能である。 The blast furnace raw material is put into a magnetic separator described later for each particle size range selected in step S2, and a plurality of types of raw materials contained in the blast furnace raw material are selected based on the presence or absence (strength) of magnetism of the raw material (step S3). ). Generally, the ore raw material is a magnetic material, and the coke and auxiliary raw materials are non-magnetic materials. Therefore, by using at least a particle size sorter and a magnetic sorter in combination, it is possible to sort a plurality of types of raw materials contained in the blast furnace raw material.
その後、工程Ｓ３において選別された原料ごとに後述する色選別機に投入し、原料の色の相違に基づいて、高炉原料に含まれる複数種類の原料をさらに選別する（工程Ｓ４）。一般に、焼結鉱は濃い赤茶色、塊鉱石は赤〜黄土色、ペレットは赤茶色であり、コークスは黒色であり、副原料は白色である。よって、少なくとも粒径選別機と色選別機を組み合わせて用いることにより、高炉原料に含まれる複数種類の原料を仕分けることが可能である。 After that, each of the raw materials selected in step S3 is put into a color sorter described later, and a plurality of types of raw materials contained in the blast furnace raw material are further sorted based on the difference in the colors of the raw materials (step S4). Generally, sinter is dark reddish brown, lump ore is red to ocher, pellets are reddish brown, coke is black, and the auxiliary material is white. Therefore, by using at least a particle size sorter and a color sorter in combination, it is possible to sort a plurality of types of raw materials contained in the blast furnace raw material.
このように、工程Ｓ２において粒径選別機を用いた選別を行い、工程Ｓ３において磁選機を用いた選別を行い、工程Ｓ４において色選別機を用いた選別を行うことにより、サンプリングした高炉原料の仕分けが機械処理で行われるため、高炉原料の仕分けを効率的に行うことができる。なお、粒径選別機、磁選機及び色選別機の具体的構成については、後述する。上述した高炉原料の仕分けは、工程Ｓ２（粒径選別）、工程Ｓ３（磁選）及び工程Ｓ４（色選別）の３つの工程を行う仕分け装置（粒径選別機、磁選機及び色選別機を備える仕分け装置）を用いて行うことができる。 In this way, the sampled blast furnace raw material is selected by performing sorting using a particle size sorter in step S2, sorting using a magnetic separator in step S3, and sorting using a color sorter in step S4. Since the sorting is performed by mechanical processing, the raw materials for the blast furnace can be sorted efficiently. The specific configurations of the particle size sorter, the magnetic sorter, and the color sorter will be described later. The above-mentioned sorting of blast furnace raw materials includes a sorting device (particle size sorting machine, magnetic sorting machine, and color sorting machine) that performs three steps of step S2 (particle size sorting), step S3 (magnetic sorting), and step S4 (color sorting). It can be performed using a sorting device).
次に、工程Ｓ２〜工程Ｓ４における高炉原料の仕分け結果に基づき、所望の評価を行う（工程Ｓ５）。高炉原料の仕分け結果に基づく評価とは、例えば、高炉（上述した試験炉を含む）に装入される装入物の分布の評価である。工程Ｓ５における装入物分布の評価結果（一例）を、図３に示す。図３は、工程Ｓ２〜工程Ｓ４における高炉原料の仕分け結果を図２に示すサンプリング領域と対応させて作成した、高炉原料の体積密度分布及び各原料の堆積位置を示す。図３中、上側の堆積層は鉱石層であり、下側の堆積層はコークス層である。図３における等値線は、小塊コークスの体積密度が等しい位置を結んだ線である。 Next, a desired evaluation is performed based on the sorting results of the blast furnace raw materials in steps S2 to S4 (step S5). The evaluation based on the sorting result of the blast furnace raw material is, for example, an evaluation of the distribution of the charged material charged into the blast furnace (including the test furnace described above). The evaluation result (example) of the charge distribution in the step S5 is shown in FIG. FIG. 3 shows the volume density distribution of the blast furnace raw materials and the deposition position of each raw material prepared by associating the sorting results of the blast furnace raw materials in steps S2 to S4 with the sampling region shown in FIG. In FIG. 3, the upper sedimentary layer is an ore layer, and the lower sedimentary layer is a coke layer. The contour lines in FIG. 3 are lines connecting positions where the volume densities of the small coke are equal.
なお、上述のフローチャートでは、工程Ｓ１において試験炉に装入して堆積した高炉原料をサンプリングし、工程Ｓ５において装入物分布を評価したが、高炉原料のサンプリング方法及びその仕分け結果に基づく評価方法はこれらに限られない。 In the above flowchart, the blast furnace raw materials charged into the test furnace and deposited in step S1 were sampled, and the distribution of the charged materials was evaluated in step S5. Is not limited to these.
例えば、工程Ｓ１において実炉（実操業に用いられる高炉）に装入して堆積した高炉原料をサンプリングし、工程Ｓ５において同様に装入物分布を評価してもよい。実炉からの高炉原料のサンプリング方法は、例えば特開２０１３−１７０２９８、特開平１１−３１０８１０、特開平８−１９９２１０、特開平６−１５８１３５、特開平５−１４２１１１、実開平１−５１６５３、実開昭６０−１４０７５１に開示される。 For example, in step S1, the blast furnace raw material charged and deposited in the actual furnace (the blast furnace used in the actual operation) may be sampled, and the charged material distribution may be evaluated in the same manner in step S5. The methods for sampling the blast furnace raw material from the actual furnace are, for example, JP2013-170298, JP-A-11-310810, JP-A-8-199210, JP-A-6-158135, JP-A-5-142111, Actual Kaihei 1-51653, Actual Opening. It is disclosed in Showa 60-140751.
また例えば、工程Ｓ１において、実炉に装入するために搬送されている高炉原料の一部をサンプリングしてもよい。搬送過程における高炉原料のサンプリング方法は、例えば特開平６−３３１１８、特開平４−３０８０１５、実開平３−１０６３４２、実開平３−１０６３４１に開示される。この場合、工程Ｓ５において、搬送過程でのサンプリング結果から搬送過程での混合状態や偏析状態を評価することもできるし、公知の装入物分布モデルやＤＥＭ計算によって装入物分布を推定することで装入物分布を評価することもできる。また、高炉原料は搬送された順に高炉に装入されるため、搬送中における高炉原料のサンプリングの位置に基づいて、高炉原料が高炉に装入されたときの原料の堆積位置を把握することができる。この堆積位置に基づいて、図３と同様の評価を行うことができる。 Further, for example, in step S1, a part of the blast furnace raw material transported for charging into the actual furnace may be sampled. Sampling methods for blast furnace raw materials in the transport process are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-33118, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-308015, Jitsukaihei 3-106342, and Jitsukaihei 3-106341. In this case, in step S5, the mixed state and segregation state in the transport process can be evaluated from the sampling result in the transport process, and the charge distribution can be estimated by a known charge distribution model or DEM calculation. You can also evaluate the distribution of charges with. In addition, since the blast furnace raw materials are charged into the blast furnace in the order in which they are transported, it is possible to grasp the deposition position of the raw materials when the blast furnace raw materials are charged into the blast furnace based on the sampling position of the blast furnace raw materials during transportation. can. Based on this deposition position, the same evaluation as in FIG. 3 can be performed.
以下に、工程Ｓ２〜Ｓ４において用いられた各選別機（粒径選別機、磁選機、色選別機）の構成について説明する。 The configurations of the sorters (particle size sorter, magnetic sorter, color sorter) used in steps S2 to S4 will be described below.
＜粒径選別機の構成＞
粒径選別機は、所定の大きさの孔や間隙を有し、この孔や間隙を通過できるか否かによって、高炉原料を粒径に応じて選別するものであり、例えば篩網である。本発明において好適に用いられる粒径選別機の構成の一例を図４に示す。図４は、粒径選別機を上方（高炉原料を投入する側）から見た図である。図４のＸ軸は、粒径選別機が備えるローラー（後述する第１のローラー１２及び第２のローラー１３）の軸方向を示す。
<Structure of particle size sorter>
The particle size sorter has holes or gaps of a predetermined size, and sorts the blast furnace raw material according to the particle size depending on whether or not the holes or gaps can be passed through, for example, a sieve net. FIG. 4 shows an example of the configuration of the particle size sorter preferably used in the present invention. FIG. 4 is a view of the particle size sorter viewed from above (the side where the blast furnace raw material is charged). The X-axis of FIG. 4 indicates the axial direction of the rollers (
図４を参照して、粒径選別機１は、平行に延びる一対の壁部１１の間に第１のローラー１２と第２のローラー１３とが配置された構成を有する。第１のローラー１２及び第２のローラー１３は同一のローラーであり、第１のローラー１２と第２のローラー１３とが、平行かつ同じ高さに位置するように配置される。第１のローラー１２及び第２のローラー１３は、モーター１４が駆動することによって回転する。
With reference to FIG. 4, the particle size sorter 1 has a configuration in which a
第１のローラー１２は、ローラー本体１２１と、軸１２２と、ローラー本体１２１の周面１２１ａに形成された螺旋状の凸部１２３とを備える。同様に、第２のローラー１３は、ローラー本体１３１と、軸１３２と、ローラー本体１３１の周面１３１ａに形成された螺旋状の凸部１３３とを備える。一対の壁部１１の内壁には複数のベアリング１５が設けられており、軸１２２及び軸１３２が、それぞれベアリング１５に支持されることによって、第１のローラー１２及び第２のローラー１３が一対の壁部１１の間に固定される。
The
第１のローラー１２において、ローラー本体１２１の周面１２１ａと、凸部１２３の側面とによって溝１２ａが形成される。第１のローラー１２において、ローラー本体１２１の周面１２１ａは、第１のローラー１２の回転に伴って溝１２ａに沿ってＸ軸方向に高炉原料（粒子）を移動させることができる程度の摩擦係数を有する。第２のローラー１３において、ローラー本体１３１の周面１３１ａと、凸部１３３の側面とによって溝１３ａが形成される。第２のローラー１３において、ローラー本体１３１の周面１３１ａは、第２のローラー１３の回転に伴って溝１３ａに沿ってＸ軸方向に高炉原料（粒子）を移動させることができる程度の摩擦係数を有する。
In the
第１のローラー１２と第２のローラー１３とは、互いに噛み合うように形成されている。すなわち、ローラー本体１２１とローラー本体１３１の間において、Ｘ軸方向に沿って、凸部１２３と凸部１３３とが交互に並ぶ構成となっている。凸部１２３の先端は溝１３ａ内に位置しており、凸部１３３の先端は溝１２ａ内に位置している。凸部１２３の先端と溝１３ａの底部（ローラー本体１３１の周面１３１ａ）との間及び凸部１３３の先端と溝１２ａの底部（ローラー本体１２１の周面１２１ａ）との間には、間隙Ｔが形成される。
The
間隙Ｔが異なる複数の粒径選別機１を用いれば、複数の粒径範囲について、高炉原料（粒子）を選別することができる。ここで、間隙Ｔが異なる複数の粒径選別機１を上下方向に（上方から間隙Ｔが大きい順に）並べて配置するか、間隙Ｔが異なる複数の粒径選別機１を直列に（上流から間隙Ｔが小さい順に）並べて配置すれば、粒径に応じた高炉原料の選別を段階的に行うことができる。または、単一の粒径選別機において上流から下流に向けて次第に間隙Ｔが大きくなる一対のローラーを用いることによっても、粒径に応じた高炉原料の選別を段階的に行うことができる。 By using a plurality of particle size sorters 1 having different gaps T, the blast furnace raw material (particles) can be sorted for a plurality of particle size ranges. Here, a plurality of particle size sorters 1 having different gaps T are arranged side by side in the vertical direction (from the top in descending order of the gap T), or a plurality of particle size sorters 1 having different gaps T are arranged in series (from the upstream to the gap). If they are arranged side by side (in ascending order of T), the blast furnace raw materials can be selected stepwise according to the particle size. Alternatively, by using a pair of rollers in which the gap T gradually increases from the upstream to the downstream in a single particle size sorter, the blast furnace raw material can be selected stepwise according to the particle size.
（粒径選別機の動作）
以下に、粒径選別機１の動作について説明する。まず、第１のローラー１２及び第２のローラー１３の上方に設けられたホッパー（不図示）から、高炉原料を投下する。投下された高炉原料は第１のローラー１２及び第２のローラー１３の上に乗った状態となる。
(Operation of particle size sorter)
The operation of the particle size sorter 1 will be described below. First, the blast furnace raw material is dropped from a hopper (not shown) provided above the
モーター１４によって第１のローラー１２及び第２のローラー１３を回転させることにより、高炉原料（粒子）がＸ軸方向に運ばれる。粒径選別機１を上方（ホッパーの側）から見た場合（図４の状態）において、モーター１４は、第１のローラー１２及び第２のローラー１３を互いに離隔する方向（間隙Ｔから離れる方向）に回転させる。言い換えれば、粒径選別機１をＸ軸方向（図４の下側から上側に向かう方向）に見た場合において、第１のローラー１２は反時計回りに回転し、第２のローラー１３は時計回りに回転する。
By rotating the
第１のローラー１２及び第２のローラー１３が回転している間、高炉原料（粒子）のうち、間隙Ｔの幅より小さい粒径を有する粒子は、間隙Ｔから落下して収容容器（不図示）に収容される。一方、高炉原料（粒子）のうち、間隙Ｔの幅以上の粒径を有する粒子は、間隙Ｔを通過して落下せず、粒径選別機１の上部に残る。ここで、間隙Ｔを通過しない高炉原料については、第１のローラー１２又は第２のローラー１３の回転に応じて、間隙Ｔとは異なる位置（図４において、第１のローラー１２の左側や第２のローラー１３の右側）から落下させることができる。また、間隙Ｔとは異なる位置から高炉原料が落下しないように、第１のローラー１２及び第２のローラー１３に沿って壁部（不図示）を配置することもできる。
While the
第１のローラー１２及び第２のローラー１３を上述の回転方向とは逆向きに回転させると、すべての高炉原料（粒子）が間隙Ｔに向かって移動し、間隙Ｔの幅以上の粒径を有する粒子が間隙Ｔに詰まってしまうおそれがある。かかる場合には、高炉原料（粒子）を粒径に応じて選別しにくくなる。一方、上述したように第１のローラー１２及び第２のローラー１３を回転させることにより、間隙Ｔの幅以上の粒径を有する粒子は、間隙Ｔから離れる方向に移動させることができ、間隙Ｔに詰まってしまうことを抑制できる。
When the
高炉原料の粒径選別には所定目開きの篩網が用いられることが多いが、粒径選別機１による仕分け結果が従来用いている篩網と同様になるように、ローラー形状や間隙Ｔを適宜調整することができる。 A sieve net with a predetermined opening is often used for sorting the particle size of the blast furnace raw material, but the roller shape and the gap T are adjusted so that the sorting result by the particle size sorter 1 is the same as that of the conventionally used sieve net. It can be adjusted as appropriate.
＜磁選機の構成及び動作＞
磁選機は、磁力を利用して、磁性を有する原料と磁性を有しない原料とを選別するものであり、例えばハンディ磁選機である。本発明において好適に用いられる磁選機の構成の一例を図５に示す。図５において上下方向が鉛直上下方向である。図５を参照して、磁選機２は、高炉原料を貯留するホッパー２１と、円筒状のドラム２２と、ドラム２２の内壁の半周部分に沿って設けられた永久磁石２３と、仕切り板２４と、を備える。永久磁石２３は固定されており、ドラム２２は、永久磁石２３の外側で回転する。永久磁石２３は、磁選機２を上から見た場合において、ホッパー２１に設けられた投下口２１ａと重なる位置に設けられている。
<Structure and operation of magnetic separator>
The magnetic separator is for sorting a raw material having magnetism and a raw material having no magnetism by using magnetic force, and is, for example, a handy magnetic separator. FIG. 5 shows an example of the configuration of the magnetic separator preferably used in the present invention. In FIG. 5, the vertical direction is the vertical vertical direction. With reference to FIG. 5, the
ホッパー２１に貯留された高炉原料が投下口２１ａから投下されると、高炉原料のうち磁性を有する原料（ハッチングされた丸印で示す）のみが永久磁石２３の磁力によってドラム２２の表面に引き付けられ、ドラム２２の回転に応じて移動する。そして、永久磁石２３が配置されていない領域まで原料が移動すると、永久磁石２３の磁力が作用しなくなることにより、原料はドラム２２の表面から離れて仕切り板２４の右側のスペースに落下する。一方、高炉原料のうち磁性を有さない原料（ハッチングされた三角印で示す）は、永久磁石２３の磁力によって引き付けられないため、ドラム２２の表面に接触した後、仕切り板２４の左側のスペースに落下する。これにより、磁性を有する原料と、磁性を有しない原料とを、仕切り板２４の両側のスペースに振り分けて選別することができる。
When the blast furnace raw material stored in the
＜色選別機の構成及び動作＞
色選別機は、原料の色の相違に基づいて原料を選別する。本発明において好適に用いられる色選別機の構成の一例を図６に模式的に示す。図６を参照して、色選別機３は、原料を落下させるシュート部３１と、シュート部３１の先端から落下した原料の色を光学的に検出する検出部３２と、検出部３２の検出結果に基づいて原料にエアーを噴射する噴射部３３とを備える。
<Configuration and operation of color sorter>
The color sorter sorts raw materials based on the difference in the color of the raw materials. FIG. 6 schematically shows an example of the configuration of the color sorter preferably used in the present invention. With reference to FIG. 6, the
シュート部３１は、原料が選別空間に向かって落下するように、先端が下方を向いた状態で傾斜して配置されている。選別空間とは、検出部３２による原料の色の検出と、噴射部３３によるエアーの噴射とが行われる空間である。シュート部３１の傾斜角度は、シュート部３１の先端から選別空間に向かって原料が落下すればよく、任意に設定することができる。
The
検出部３２は、光源３２１、撮像ユニット３２２及びバックグラウンド３２３を備える。光源３２１は、選別空間を通過する原料に対して照明光を照射する。光源３２１を設ける位置や数は、適宜決めることができる。撮像ユニット３２２は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を含み、選別空間を通過する原料を撮像する。本実施形態では、２つの撮像ユニット３２２を用いているが、１つの撮像ユニット３２２だけを用いてもよい。バックグラウンド３２３は、選別空間に対して撮像ユニット３２２の側とは反対側に配置されており、撮像ユニット３２２の撮像領域内で背景を形成する。バックグラウンド３２３を配置することにより、原料の色を判別しやすくなる。
The
撮像ユニット３２２は、原料の撮像画像に基づいて、原料の色を判別する。撮像ユニット３２２によって判別された色が予め決められた特定色であるとき、噴射部３３は、選別空間に向かってエアーを噴射することによって、特定色の原料を弾く。図６において、黒色の原料は、噴射部３３からのエアーによって弾かれており、白色の原料は、噴射部３３からエアーが噴射されずに落下する。
The
上述の構成によれば、特定色を有する原料と、特定色以外の色を有する原料とは、互いに異なる位置に落下することになり、これらの２種類の原料を選別することができる。原料の色の相違に基づいて原料を選別する場合には、原料に着色したり、原料自体の色を利用したりすることができる。原料に着色する場合には、原料の種類ごとに異なる色を用いればよい。原料自体の色を利用する場合には、原料の種類ごとに、原料自体の色が異なっている必要がある。 According to the above configuration, the raw material having a specific color and the raw material having a color other than the specific color fall to different positions from each other, and these two types of raw materials can be selected. When selecting raw materials based on the difference in the color of the raw materials, the raw materials can be colored or the color of the raw materials themselves can be used. When coloring the raw material, a different color may be used for each type of raw material. When using the color of the raw material itself, the color of the raw material itself needs to be different for each type of raw material.
なお、各原料に着色する色は、任意に決めることができる。例えば、２種類の原料に着色する場合には、白と黒を用いたり、赤や黄を用いたりと、相違を検出しやすい鮮明な色に着色することができる。また、着色に用いられる色の数は、原料の種類の数に応じて適宜変更すればよい。 The color to be colored for each raw material can be arbitrarily determined. For example, when coloring two kinds of raw materials, white and black, red and yellow can be used, and the difference can be easily detected in a vivid color. Further, the number of colors used for coloring may be appropriately changed according to the number of types of raw materials.
原料の色の相違に基づいて原料を選別する際は、相違を検出しやすい色から順に特定色に指定して選別したり、同系色をまとめて特定色として粗分類した後にその同系色中で特定色を定めて細分類したりすることができる。 When selecting raw materials based on the difference in the colors of the raw materials, the raw materials are selected by designating them as specific colors in order from the color in which the difference is easily detected, or the similar colors are roughly classified as specific colors and then among the similar colors. It is possible to set a specific color and subdivide it.
なお、各原料に着色する色は、同一種類の原料であっても、試験炉に高炉原料を装入するダンプごとに変えてもよい。例えば、１ダンプ目における高炉原料に含まれる小塊コークスを赤色に着色し、２ダンプ目における高炉原料に含まれる小塊コークスを白色に着色してもよい。ここで、色選別機３を用いて小塊コークスを選別する場合、１ダンプ目の高炉原料層からサンプリングされた高炉原料については、上述した特定色として赤色を設定し、２ダンプ目の高炉原料層からサンプリングされた高炉原料については、上述した特定色として白色を設定すればよい。
The color to be colored in each raw material may be the same type of raw material, or may be changed for each dump in which the blast furnace raw material is charged into the test furnace. For example, the small coke containing the blast furnace raw material in the first dump may be colored red, and the small coke contained in the blast furnace raw material in the second dump may be colored white. Here, when the small coke is sorted using the
複数種類の原料について、原料自体の色が、色選別機３によって選別可能な程度に相違している場合、事前に着色することなく原料を選別することができる。例えば、焼結鉱自体の色は一般的に赤茶色であるのに対して、コークス自体の色は一般的に黒色であるため、焼結鉱及びコークスについては、原料自体の色を利用して色選別機３によって選別することができる。
When the colors of the raw materials themselves differ from each other to the extent that they can be sorted by the
（変形例１）
上述の実施形態（図１のフローチャート）では、工程Ｓ２（粒径選別）、工程Ｓ３（磁選）及び工程Ｓ４（色選別）の順に、高炉原料の仕分けを行っている。しかしながら、工程Ｓ２〜Ｓ４を行う順番はこれに限られず、適宜な順に工程Ｓ２〜Ｓ４の選別を行うことができる。
(Modification example 1)
In the above-described embodiment (flow chart of FIG. 1), the blast furnace raw materials are sorted in the order of step S2 (particle size selection), step S3 (magnetic separation), and step S4 (color selection). However, the order in which steps S2 to S4 are performed is not limited to this, and steps S2 to S4 can be sorted in an appropriate order.
ここで、工程Ｓ３（磁選）を工程Ｓ２（粒径選別）よりも前に行う場合、工程Ｓ３（磁選）の対象となる原料では、粒径が異なる複数の粒子が混在した状態となる。そのため、工程Ｓ３（磁選）を行うときに、磁選機２のドラム２２の表面において、磁性を有しない小径の粒子が、磁性を有する複数の大径の粒子の間に挟まれてしまうおそれがある。そこで、工程Ｓ３（磁選）の前に工程Ｓ２（粒径選別）を行うことにより、粒径が整えられた粒子に対して工程Ｓ３（磁選）を行うことができ、粒径が異なる複数の粒子が混在することによる上述した不具合を防止することができる。
Here, when the step S3 (magnetic separation) is performed before the step S2 (particle size selection), the raw material to be the target of the step S3 (magnetic separation) is in a state where a plurality of particles having different particle sizes are mixed. Therefore, when the step S3 (magnetic separation) is performed, small-diameter particles having no magnetism may be sandwiched between a plurality of large-diameter particles having magnetism on the surface of the
また、工程Ｓ４（色選別）を工程Ｓ２（粒径選別）よりも前に行う場合、工程Ｓ４（色選別）の対象となる原料では、粒径が異なる複数の粒子が混在した状態となる。ここで、色選別機３において、原料に噴射されるエアーの噴射量が一定であるとき、同一種類の原料（すなわち、同一色の原料）であっても、粒径の相違に伴う重量の相違により、エアーによって弾かれる粒子と、エアーによって弾かれない粒子とが発生するおそれがある。そこで、工程Ｓ４（色選別）の前に工程Ｓ２（粒径選別）を行うことにより、粒径が整えられた粒子に対して工程Ｓ４（色選別）を行うことができ、噴射量が一定であるエアーを用いて、色の相違に基づく選別を効率良く行うことができる。
Further, when the step S4 (color selection) is performed before the step S2 (particle size selection), the raw material to be the target of the step S4 (color selection) is in a state where a plurality of particles having different particle sizes are mixed. Here, in the
（変形例２）
上述の実施形態（図１のフローチャート）では、工程Ｓ２（粒径選別）、工程Ｓ３（磁選）及び工程Ｓ４（色選別）の３つの工程を用いて、高炉原料の仕分けを行っている。しかしながら、これに限られず、工程Ｓ３（磁選）及び工程Ｓ４（色選別）のうちいずれか一方の工程だけを行い、他方の工程を省略することができる。この場合において、高炉原料の仕分け装置は、工程Ｓ２（粒径選別）を行う粒径選別機と、工程Ｓ３（磁選）を行う磁選機によって構成したり、工程Ｓ２（粒径選別）を行う粒径選別機と、工程Ｓ４（色選別）を行う色選別機によって構成したりすることができる。
(Modification 2)
In the above-described embodiment (flow chart of FIG. 1), the blast furnace raw materials are sorted by using the three steps of step S2 (particle size selection), step S3 (magnetic selection), and step S4 (color selection). However, the present invention is not limited to this, and only one of the steps S3 (magnetic selection) and S4 (color selection) can be performed, and the other step can be omitted. In this case, the blast furnace raw material sorting device is composed of a particle size sorter that performs step S2 (particle size sorting) and a magnetic separator that performs step S3 (magnetic selection), or grains that perform step S2 (particle size sorting). It can be configured by a diameter sorter and a color sorter that performs step S4 (color sort).
この構成であっても、一方の工程によって高炉原料に含まれる複数種類の原料を所定の区分に応じて分類することができるとともに、工程Ｓ２によって高炉原料を粒径に応じて選別することができ、図３で説明した評価を行うことができる。また、磁選機２及び色選別機３のうちいずれか一方と、粒径選別機１とを用いることにより、機械処理によって選別することができるため、上述の本実施形態と同様、効率的に高炉原料の仕分けを行うことができる。ただし、工程Ｓ３（磁選）及び工程Ｓ４（色選別）の双方を行うことにより、「原料の磁性の有無」と「原料の色」との２つの基準において複数種類の原料を所定の区分に分類することができるため、より精確に高炉原料の仕分けを行うことができる。例えば、焼結鉱自体の色とペレット自体の色とは、一般的に赤茶色で類似しているため、（事前に着色しないと）色選別機３を用いても選別できない可能性があるが、磁選機２を用いることによって選別することができる。この場合には、焼結鉱及びペレットを選別できるように、磁選機２における永久磁石２３の磁力を調整すればよい。
Even with this configuration, a plurality of types of raw materials contained in the blast furnace raw material can be classified according to a predetermined classification by one step, and the blast furnace raw material can be sorted according to the particle size by step S2. , The evaluation described in FIG. 3 can be performed. Further, by using either one of the
（変形例３）
工程Ｓ２〜Ｓ４のそれぞれで用いられる機器は、上述の実施形態に示す粒径選別機１（図４）、磁選機２（図５）及び色選別機３（図６）に限られない。例えば、粒径選別機としては、機械的に振動する篩網によって高炉原料を粒径に応じて選別する、所定目開きの篩機を用いてもよい。この場合、篩目の大きさに応じて、選別される粒径が決定される。ただし、上述の実施形態における粒径選別機１（図４）を用いれば、第１のローラー１２及び第２のローラー１３が回転することによって、第１のローラー１２及び第２のローラー１３の間隙Ｔに高炉原料の粒子が詰まることを抑制でき、篩機を用いるよりも粒径選別の作業効率を向上できる。
(Modification example 3)
The equipment used in each of the steps S2 to S4 is not limited to the particle size sorter 1 (FIG. 4), the magnetic separator 2 (FIG. 5), and the color sorter 3 (FIG. 6) shown in the above-described embodiment. For example, as the particle size sorter, a sieve machine having a predetermined opening that sorts blast furnace raw materials according to the particle size by a mechanically vibrating sieve net may be used. In this case, the particle size to be selected is determined according to the size of the mesh. However, if the particle size sorter 1 (FIG. 4) in the above-described embodiment is used, the gap between the
１ 粒径選別機 ２ 磁選機 ３ 色選別機
1
Claims (6)
粒径選別機を用いて前記高炉原料を粒径に応じて選別する粒径選別工程と、
磁力を利用して選別を行う磁選機及び／または色の相違に基づいて選別を行う色選別機を用いて、前記高炉原料に含まれる複数種類の原料を所定の区分に分類する分類工程と、を含むことを特徴とする、高炉原料の仕分け方法。 This is a method for sorting blast furnace raw materials, which sorts a plurality of types of raw materials contained in the sampled blast furnace raw materials.
A particle size sorting step of sorting the blast furnace raw material according to the particle size using a particle size sorter,
A classification step of classifying a plurality of types of raw materials contained in the blast furnace raw materials into predetermined categories using a magnetic separator that sorts using magnetic force and / or a color sorter that sorts based on the difference in color. A method for sorting blast furnace raw materials, which comprises.
前記高炉原料を粒径に応じて選別する粒径選別機と、
磁力を利用して前記複数種類の原料を選別する磁選機及び／または、色の相違に基づいて前記複数種類の原料を選別する色選別機と、を有することを特徴とする高炉原料の仕分け装置。
A blast furnace raw material sorting device that sorts a plurality of types of raw materials contained in the sampled blast furnace raw material.
A particle size sorter that sorts the blast furnace raw materials according to the particle size,
A blast furnace raw material sorting device comprising a magnetic separator that sorts the plurality of types of raw materials using magnetic force and / or a color sorter that sorts the plurality of types of raw materials based on a difference in color. ..
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