JPH11236628A

JPH11236628A - 焼結原料の事前処理方法

Info

Publication number: JPH11236628A
Application number: JP3855198A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nushishiro; 晃一主代; Nobuyuki Oyama; 伸幸大山; Katsutoshi Igawa; 勝利井川
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、焼結原料に含まれる微粒を適正な大
きさの擬似粒子とし、焼結原料層の通気性を従来より良
好にする焼結原料の事前処理方法を提供することを目的
としている。【解決手段】高炉用焼結鉱をドワイト・ロイド型焼結機
で製造するための原料を、ドラム型ミキサで混合するに
際し、前記原料を、横倒した円錐台形の回転筒状体に装
入して分級し、分級された最も細粒側の粒子を造粒機内
で水分を加えて造粒し、その大径化した粒子を前記ドラ
ム型ミキサで粗粒側の粒子と混合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼結原料の事前処
理方法に関し、特に、ドワイト・ロイド（以下、ＤＬと
いう）型焼結機を用いて高炉へ装入する焼結鉱を製造す
るに際して、使用原料の適正化を図る技術である。

【０００２】

【従来の技術】ＤＬ型焼結機を用いて高炉装入原料とし
ての焼結鉱を製造するには、まず、粉鉄鉱石に石灰石及
び粉コークスを添加混合し、これに水を加えてドラム型
ミキサで混合・造粒し、焼結原料を準備する。そして、
この焼結原料は、ホッパを経由し、ＤＬ焼結機上を回転
駆動しているエンドレス方式のパレットに供給され、焼
結原料の堆積層（以下、焼結原料層という）を形成す
る。該ＤＬ焼結機には、その幅方向に複数の燃焼用バー
ナを配列させてある点火炉が設けられており、且つパレ
ットは移動しているので、焼結原料層は、該点火炉の下
を通過する際に、その上層部の粉コークスに点火され
る。また、パレットの下方には、ウィンド・ボックス
（風函ともいう）が密接、配設され、その内部は吸気ブ
ロアで負圧にしてあるので、前記点火によって高温にな
った部分（燃焼帯あるいはヒート・フロントという）
は、パレットが焼結機の終端側に移動する間に、上層部
から下層部へと進行する。そして、該燃焼帯内では、石
灰石が熱分解して生石灰となる反応、鉄鉱石粒子と生石
灰が反応して融液を形成する反応、融液を介して粒子同
士が融着する現象が生じ、最終的には、焼結原料層の全
体が塊状となる。この塊状体は、焼結機の後端から排出
後に破砕、分級され、所定の粒度分布を有する焼結鉱と
される。従って、品質に優れた焼結鉱を効率良く生産す
るには、焼結原料層内の通気性、つまり空気が焼結原料
層の上面から下面へ抜ける容易度が重要な要因となるの
で、従来よりその事前処理が種々行われている。

【０００３】ところで、焼結原料に微粉が多くなると、
当然のことながら、焼結原料層の通気性が低下する。そ
のため、従来より、ドラム型ミキサ内で焼結原料に水分
を添加し、該微粉を比較的粒度の大きい粒子に付着させ
る造粒を行い、見掛け上、粒子を大きくすることが行わ
れている（このことを擬似粒子化という）。しかしなが
ら、かかるドラム型ミキサ内での造粒は、必ずしも満足
できる状況にあるとは言えない。

【０００４】そこで、特公昭６２−４７９２８号公報及
び特公平１−５３３３５号公報は、予め微粉を圧縮成形
や押し出し成形で大きくしてから、焼結原料に加えて造
粒する技術を提案した。しかしながら、この特公昭６２
−４７９２８号公報及び特公平１−５３３３５号公報に
記載の技術は、粗粒子を含まない微粉のみを対象として
おり、また大きくした微粒子の焼結原料全体での使用量
が少なかったので、通気性の改善効果は期待した程でな
かった。さらに、焼結原料の大部分を占める鉄鉱石粉
は、微粉から粗粒まで広い粒度分布を有しているので、
そのうちの微粉部分のみを造粒するには、別途に分級操
作が必要となる。

【０００５】この分級操作を加えた微粉の擬似粒子化を
行う技術として、特開平９−１９４９５６号公報は、
「粉鉱石を篩分け機で篩分け、この篩下鉱石を混練機で
混練した後、造粒機（通常、パンペレタイザーを用い
る）で造粒し焼結原料とする焼結原料の事前処理方法に
おいて、前記篩分け中の篩下鉱石に水分を添加する」技
術を開示した。これによって、焼結原料中の微粉のみを
大きくし、その後に通常の大きさの粒子と合流させてミ
キサで混合し、焼結原料を得るようにした。

【０００６】しかしながら、この技術は、分級操作に一
般的な篩を用いたので、篩目の詰まりや処理量の制約が
あり、今だ実現するに至っていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、焼結原料に含まれる微粒を適正な大きさの擬似
粒子とし、焼結原料層の通気性を従来より良好にする焼
結原料の事前処理方法を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、ＤＬ型焼結機で使用する焼結原料の事前分
級の円滑化に鋭意努力し、その成果を本発明として完成
させた。すなわち、本発明は、高炉用焼結鉱をドワイト
・ロイド型焼結機で製造するための原料を、ドラム型ミ
キサで混合するに際し、前記原料を、横倒した円錐台形
の回転筒状体に装入して分級し、分級された最も細粒側
の粒子を造粒機内で水分を加えて造粒し、その大径化し
た粒子を前記ドラム型ミキサで粗粒側の粒子と混合する
ことを特徴とする焼結原料の事前処理方法である。

【０００９】また、本発明は、前記原料が、鉄鉱石、石
灰石、ドロマイト、及び蛇紋岩の粉粒物であることを特
徴とする焼結原料の事前処理方法である。さらに、本発
明は、前記ドラム型ミキサでさらにコークス粉と混合す
ることを特徴とする焼結原料の事前処理方法である。加
えて、本発明は、前記分級を、原料の粒子径２ｍｍを境
に行うことを特徴とする焼結原料の事前処理方法であ
る。

【００１０】さらに加えて、本発明は、前記造粒機を、
ロール圧縮成形機とすることを特徴としたり、あるいは
前記造粒機内での造粒を、粒子径３〜１０ｍｍまで行う
ことを特徴とする焼結原料の事前処理方法でもある。本
発明によれば、従来難しかった原料の連続分級が円滑に
行えるようになり、微粒の粗粒化が容易に達成できるよ
うになる。その結果、焼結原料層の通気性が従来より向
上し、品質に優れた高炉用焼結鉱石が効率良く量産でき
るようになった。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態を説明する。まず、本発明に係る事前処理方法
に従い、原料をＤＬ型焼結機に装入するまでの工程を図
１に示す。図１によれば、原料１は、分級機１１に供給
され、そこで細粒側と粗粒側に分級される。そして、細
粒側のみが、造粒機３へ供給され、水分を加えて大径化
された後、ドラム型ミキサ５に送られる。一方、粗粒側
は、直接にドラム型ミキサ５に供給され、前記細粒側及
び別ルートで供給されるコークス粉４と一緒になって混
合され、所謂焼結原料１３としてＤＬ型焼結機６へ供給
される。なお、原料１としては、鉄鉱石、石灰石、蛇紋
岩、珪石、高炉や転炉で発生したスラグ、該焼結機６で
発生した所謂返鉱等である。表１に、それらの配合割合
を、表２に、配合した後（以下、分級前原料１という）
の粒度分布を例示しておく。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】ところで、本発明の重要ポイントは、上記
工程において分級機１１を篩式から粒子の転動分離方式
に改めたことにある。それは、図２に示すように、横倒
した円錐台形の筒体２で形成されている。そして、該筒
体２は、予め定めた速度で回転している。この場合、該
筒体２の中央部付近に供給された分級前原料１は、該筒
体２の壁に沿い持ち上げられたり、落下する転動を繰り
返す。この運動によって、供給した分級前原料１のうち
の細粒側７は、図２で矢印Ａで示すように、下方に集ま
り、壁の傾斜を利用して筒体２の大径側に流れる。一
方、粗粒側８は、矢印Ｂで示すように、表面に集まり、
且つ筒体２の小径側に流れるようになる。従って、該筒
体２の両端に出口１２を開口し、適切な仕切板９、１０
を設けると、供給された分級前原料１は、連続的に細粒
の多いものと粗粒の多いものとに分離して、該筒体２か
ら排出される。この分級による細粒側と粗粒側の境界粒
径は、出口１２に設ける仕切板９、１０の高さにより調
節可能であるが、本発明では、後工程に配置した造粒機
３の負荷を抑えるため、０．５〜２ｍｍから選ばれるこ
とが好ましい。また、この粒子径は、０．５〜１．０ｍ
ｍの範囲から選ばれたものであると、造粒機の負荷をよ
り抑えれるので、一層好ましい。ここで、境界粒子径の
下限を０．５ｍｍとするのは、粗粒側に０．５ｍｍ以下
が多いと、そのままで焼結原料となった場合、原料層の
通気が急激に悪化する。そのため、少なくとも０．５ｍ
ｍ以下は、分離して造粒することが通気改善に必要だか
らである。さらに、粒子径２ｍｍを超えての分離造粒
は、造粒機負荷が大きくなり過ぎ、この負荷を抑えるた
めに、本発明では、前記境界粒子径の上限を２ｍｍとす
る。粒子径２ｍｍを超えると、そのままでも、もはや原
料層の通気に対する悪影響は軽減するからである。

【００１５】加えて、本発明で、前記境界粒子径の上限
を１ｍｍ以下にすることが望ましいとしたのは、分級前
原料の一部分が造粒機の負荷となるのみで、造粒機負荷
が低減されること、さらにこの１ｍｍ以下の部分を造粒
すると、通気改善効果も大きく向上することになり、造
粒機負荷の低減及び通気改善の両方を満足するからであ
る。

【００１６】つまり、表２に示した粒子径分布を有する
分級前原料１の例で説明すると、それは、粒子径が２ｍ
ｍ以下は約６０重量％、１ｍｍ以下は約４３重量％、
０．５ｍｍ以下は約３０重量％である。この分級前原料
１を分級機に供給し、境界粒子径１ｍｍで分級すると、
その内部で転動する結果、分級時に造粒も生じる。従っ
て、上記のように、粒子径１ｍｍ以下が約４３重量％存
在していても、この分級操作によって実際に１ｍｍで分
級される量は、約１０重量％になる。この程度の重量％
であれば、その後の造粒機での造粒負荷は軽く、処理費
用の大幅な増加が防止できるのである。なお、粒子径２
ｍｍ以下でも実際に分級される量は減少するが、通気改
善効果に比べて、処理費用が増加し易い。

【００１７】なお、上記分級機１１に供給される分級前
原料１には、適切な量の水分を添加することが望まし
い。水分の添加により微粉が大きくなり、またその造粒
物の強度が向上するからである。その際、必要に応じて
結合剤（所謂バインダ）を添加しても良い。かかる転
動分離によれば、篩式の分級に比べて分級効率は低下す
るが、目詰まりや処理能力不足が解消できるようにな
る。

【００１８】次に、本発明では、図１の工程で使用する
造粒機３の種類を特に限定しないことにする。前記した
細粒側が３〜１０ｍｍ程度の大きさに造粒できれば良い
からであり、例えば、ロール圧縮成形機、押し出し成形
機やパン・ペレタイザ等が利用できる。ここで、造粒物
の粒径を３〜１０ｍｍが望ましいとした理由は、３ｍｍ
未満では、造粒による焼結原料層の通気改善効果が小さ
く、１０ｍｍを超えだと、大きい粒子が増え過ぎ、焼結
が不十分となって、焼結歩留（製品焼結鉱／焼結原料使
用量−床敷鉱使用量）及び焼結鉱のシャッター強度（２
ｍの高さから鉄板上に４回落下させた後の＋１０ｍｍ量
で評価）が低下するからである。

【００１９】さらに、本発明では、コークス粉４の添加
は、分級前原料１の分級や造粒後に行うようにした。そ
の理由は、コークス粉４が造粒物に内装されると、該コ
ークス粉４の燃焼性が低下し、燃焼帯の温度が十分に確
保できずに、焼結現象を不十分にするばかりでなく、焼
結時間も長くなり、望ましくないからである。なお、コ
ークス粉４の粒径は、事前処理時に造粒物や粗粒への付
着性を良くするため、１ｍｍ以下が望ましい。

【００２０】

【実施例】図１及び図２に示した装置を用い、本発明に
係る焼結原料の事前処理方法を実施し、その効果確認の
ため、ＤＬ型焼結機６で高炉用焼結鉱を製造した。その
際に使用した原料１の配合と配合後の粒度分布は、表１
及び２に示した通りであり、また円錐台形状分級機（以
下、分級機１１）及び造粒機３（ロール圧縮成形機）の
仕様は、以下の通りである。

【００２１】分級機筒体の最大内径：２ｍ筒体の最小内径：１．５ｍ筒体の長さ：４ｍ筒体の回転速度：１８ｒｐｍ造粒機ロールの外径：１０００ｍｍロール回転速度：８ｒｐｍなお、該分級前原料１の供給量は、５トン／分であ
り、操業は８時間連続して行われた。また、分級機１１
では、供給された分級前原料１に対し７重量％の水分を
添加し、仕切板９、１０の高さで、分級境界の粒径を１
ｍｍに設定した。さらに、造粒機３では、造粒物の粒径
が８ｍｍ程度になるようにした。

【００２２】かかる操業を行うことで、分級機１１で
は、ほぼ定常的に原料供給量の％が１ｍｍ以下の細
粒側に排出され、残部が粗粒側へ流れた。従って、最終
的にドラム型ミキサ５を経由した焼結原料１３の粒度分
布及び焼結原料層（厚みＬ）としての通気抵抗（差圧Δ
Ｐ／厚みＬ）は、表３のようになった。これに対して、
前記分級機１１及び造粒機３を用いない従来の原料事前
処理方法でも操業を行った。その結果を、表３に同時に
示す。表３より、本発明に係る事前処理方法で準備した
焼結原料１３の通気抵抗が、従来法による値よりも大幅
に小さくなっていることが明らかである。

【００２３】

【表３】

【００２４】その後引き続き、これら焼結原料１３は、
ＤＬ型焼結機６のパレットに連続して装入され、焼結操
業が行われた。その結果を焼結鉱の生産性及び歩留で図
３に示す。図３より、細粒の分級及び造粒を行わない従
来の事前処理方法を経由した場合に比較して、本発明に
係る事前処理方法を経由した場合の焼結鉱は、その歩留
が格段と向上し、生産性の増加が達成されることが確認
された。また、造粒による粉鉱の緻密化の効果で、焼結
鉱の強度も向上した。

【００２５】なお、主な焼結条件は、以下の通りであっ
た。焼結原料層の厚み（Ｌ）：５２０ｍｍパレット進行速度：２．９ｍ／分ウインド・ボックスの負圧：１５００ｍｍＨ₂ Ｏ

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、焼
結原料の通気性を従来より大幅に改善することができ
た。その結果、焼結鉱の生産性を従来より向上させるこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る焼結原料の事前処理方法を実施す
る工程のフロー図である。

【図２】本発明の実施に利用する円錐台形状の分級機の
一例を示す縦断面図である。

【図３】本発明及び従来の事前処理法を経由した焼結原
料での焼結操業結果を比較する図である。

【符号の説明】

１原料（分級前原料）２円錐台形状の筒体３造粒機４コークス粉５ドラム型ミキサ６ＤＬ型焼結機（焼結機）７細粒原料８粗粒原料９細粒側の仕切板１０粗粒側の仕切板１１分級機１２出口１３焼結原料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉用焼結鉱をドワイト・ロイド型焼結
機で製造するための原料を、ドラム型ミキサで混合する
に際し、前記原料を、横倒した円錐台形の回転筒状体に装入して
分級し、分級された最も細粒側の粒子を造粒機内で水分
を加えて造粒し、その大径化した粒子を前記ドラム型ミ
キサで粗粒側の粒子と混合することを特徴とする焼結原
料の事前処理方法。
【請求項２】前記原料が、鉄鉱石、石灰石、ドロマイ
ト、及び蛇紋岩の粉粒物であることを特徴とする請求項
１記載の焼結原料の事前処理方法。
【請求項３】前記ドラム型ミキサでさらにコークス粉
と混合することを特徴とする請求項１又は２記載の焼結
原料の事前処理方法。
【請求項４】前記分級を、原料の粒子径２ｍｍを境に
行うことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の焼
結原料の事前処理方法。
【請求項５】前記造粒機を、ロール圧縮成形機とする
ことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の焼結原
料の事前処理方法。
【請求項６】前記造粒機内での造粒を、粒子径３〜１
０ｍｍまで行うことを特徴とする請求項１〜５いずれか
記載の焼結原料の事前処理方法。