JPS6053276B2 - ロ−タリ−キルン内診断方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄鉱石ペレット焼成用・石灰焼成用・ Ｃｒ
鉱石焼結用等において用いられるロータリーキルン内診
断方法であつて、特にロータリーキルンにおける焼成用
熱源として微粉炭燃料を用いた場合に問題とされる灰分
の付着状況を正しく把握することのできる診断方法に関
するものである。

本明細書においては、以下鉄鉱石ペレットの焼成を中心
に述べるが、石灰用キルン等種々の分野にも利用するこ
とができる。

鉄鉱石ペレットの焼成方式としては、シャフト炉方式、
トラベリング・グレード方式、グレード・キルン型焼成
炉方式に大別される３種が知られているが、本発明の対
象となるのはグレード・キルン型焼成炉方式あるいはそ
の改良型に相当す”るものである。

この方式は生ペレットの乾燥及び予熱（以下単に予備焼
成というう）をトラベリング・グレード上で行なわせ、
ロータリーキルンで本焼成した後、一般にアニユラーク
ーラーと称される冷却装置において冷却を行行なう形式
のもの、であり、３つの工程を別々の設備に分担させて
いるが、各設備は密度に結合され、ほとんど一体物とし
て操業されている。例えば炉全体の加熱は、ロータリー
キルン出口端に配設したバーナのみで行なう様になつて
おり、トラベリング・グレード部にはバーナ列を備えて
おらず、ロータリーキルンから供給される高温ガスに依
在している。この方式は、生ペレットの強度がもつとも
低下する予備焼成時期を、パレット上の静止状態で過さ
せ、且つロータリーキルン内ではカスケード運動を行な
わせながら焼成を行なうものであるから、ペレットの崩
壊が少なく成品歩留りが高いと共に均一焼成が行なわれ
るという利点があり、又ロータリーキルンの排熱はその
まま予備焼成の熱源として用いられるから、一般的なロ
ータリーキルン方式における欠陥とされている低熱効率
性は、ここでは殆んど問題とならない。この様な利点に
対し、ロータリーキルン方式における共通の問題：リン
グの発生はここにおいても未解決の問題として残されて
おり、比較的短期間毎に行なわれている定期補修作業に
合わせてリングの除去を行なつている。

この様なリングは、ロータリーキルンの入口部と中央側
高温部の２箇所において特に集中的な発生を見ており、
その発生原因については、熱の問題、装入原料の熱的性
質、原料から発生する微粉鉱の質と量等が複雑にからみ
合つているものと考えられているが、十分に解明されて
いる訳ではない。一方石油情勢の変化に伴う石炭燃料の
見直しは当分野においても重要な課題であり、ロータリ
ーキルンの出口端に設けたバーナから噴射燃料が微粉炭
に変更されている。ところが微粉炭燃料中には、石炭に
由来する灰分が非常に多く含まれており、前に述べたり
リングの発生が更に顕著になる傾向があつて、定期的補
修の時期を待たずに操業不能に陥入ることがある。一方
この様なリングの発生については、原料石炭の種類（産
地及び種類）により異なつた様想を呈することが知られ
ている。

例えば゜゜Ａｓｔｕｄｙ０ｆＣ０ａ１ｆｉｒｉｎｇｉｎ
ｔｈｅＧｒａｔｅ−ＫｉｌｎｓｙｓｔｅｍＯ（１９７７
年１月第５０回ＡｌＭＥ年次総会）によると、ロータリ
ーキルン入ロへの付着し易さをＤＰ（ＤｅｐＯｓｉｔｉ
ＯｎＰａｒａｍｅｔｅｒ）で表わし、〔式中、Ａは灰分
％、Ｈｖは低位発熱量（単位：ＢｒｉｔｉｓｈＴｈｅｒ
ｍａｌＵｎｉｔ／１ｂ）〕で与えられる経験式によつて
求められるＤＰ値が３００を越える石炭種ではロータリ
ーキルン入口部における灰分付着が顕著になる為推奨し
難いと述べられており、又ロータリーキルン中央寄りの
高温部における灰分の付着し易さをＲＰ（Ｒｉｎｇｉｎ
ｇＰａｒａｍｅｔｅｒ）で表わし、〔式中Ｆ−Ｔは酸化
雰囲気中における灰の溶融温度（′Ｆ）〕で与えられる
実験式によつて求められるＲＰ値が．１５０を越える石
炭種では、前述の高温部における灰分付着が顕著になる
為推奨し難いとも述べられている。

即ち微粉炭燃料を使用する場合は、石炭種が変る毎にＤ
Ｐ及びＲＰを求め、ＤＰ≦３叩及びＲＰ≦１５０を満足
する石炭を中心に操業することが推奨されている。しか
しこの方法であると、一応上記の基準値を満足する石炭
しか使用できないことになり、それ以下の品質からなる
低価格炭が使えない為、生産コストの低減に寄与するこ
とができないばかりか、操業条件の変動に伴う灰分付着
状況の変化を測定して対策を講じるという手段でもない
為、状況への対応性という点では極めて不十分なもので
あつた。この様なところから、供給石炭の多種性（具体
的に言えばＩａ）ｐあるいは高ＲＲ石炭の存在）に十分
対応し、ＤＰ及びＲＰの観点において不良炭と見倣され
るものでも十分に使いこなすことができ、又現実の灰分
付着状況を適確に把握し、それに応じて操業条件を制御
していくことにより灰分付着をコントロールすることが
できる様な方法の確立が強く望まれている。

本発明はこの様な状況に着目してなされたものであつて
、上記要望を満していく為には、まずロータリーキルン
内における灰分の付着状況を正確に把握する手段を確立
することが先決であると考え本発明を完成するに至つた
ものである。

即ち本発明は、予備焼成炉の出口部近傍に灰分等の付着
量検出棒を押入し、一定時間の付着した灰分量：実測付
着量Ｗｉ、該付着物の密度Ｐｍ及び付着物の成分組成を
夫々求めると共に、（イ）上記実測付着量Ｗｉを熱料粉
炭中の灰分量によつて補正した成分補正付着量Ｗａ（ロ
）上記実測付着量Ｗｉを、予備焼成炉出口部近傍におけ
る予備焼成ペレット中の微粉鉱比率Ｆと、上記付着物成
分組成・微粉鉱の灰分組成・微粉炭燃料中の灰分組成の
３者から求められる付着物中の微粉鉱比Ｃによつて補正
した微粉鉱補正付着量Ｗｄ（ハ）上記微粉鉱補正付着量
Ｗｄと上記付着物密度ρｍから求められるキルン内高温
部における灰分付着量Ｒｉを夫々実測又は算出し、焼成
操業の状況を勘案しつつＷｉ，Ｗａ，Ｗｄのいずれか１
つの値を対応する夫々の基準値ど比較すると共にＰｍの
値を判断し、あるいは更にＲｉを勘案してロータリーキ
ルン内壁面に対する灰分等の付着状況を把握することを
要旨とするものである。

ロータリーキルン内における灰分付着実態は、前述の定
期補修等における観察結果から、入口部及び中央部にお
いて顕著であるが、いずれにしてもロータリーキルン自
体はそれ自身極めて大径で且つ回転するものであるから
、操業中にこれらの部分に測定具を挿入したり、あるい
はサンプリングすることは不可能である。

そこで測定可能域を別途求める必要があり、ロータリー
キルンに可及的近い位置として、予備焼成炉の出口部近
傍を選定した。次に該測定位置に適用される測定具であ
るが、ロータリーキルン内の灰分付着状況をそのまま再
現することは不可能であるから、ロータリーキルンより
予備焼成炉へ送られてくる気流中の灰分を捕足すること
によつて灰分の付着状況を推察することを考えた。

しかし上記気流に乗つてくる灰分の中には付着し易いも
のと付着し難いものが混在していると思われたから、こ
れらを無作為に捕足するだけでは以後の解析精度に悪影
響を与えることが考えられた。そこで上記気流中に異物
を挿入し、該異物に付着したものだけを付着物のサンプ
ルとして取出し、その量や物性等から灰分付着状況を把
握しようと考えた。即ち該異物が付着量検出具であつて
、該検出具は棒状、板状等の如何を問わないが、要はそ
の表面へ灰分等を可及的均一に付着させることができる
ものであれば良く、複雑な構造であることを要しない。
ところで第１図はグレード・キルン型焼成炉方式の要部
縦断面説明図、第２図は付着量検出具の挿入位置におけ
る要部横断面説明図である。

即ちこの方式では、グレード１、ロータリーキルン２及
びアンニユラークーラー３が図の様に連結されると共に
ファン１０が図の如く配置され、又４で示されるバーナ
から火炎が噴射されるので、炉内には矢印方向に向う気
流が形成され、他方ペレットは図の左から右へ移動する
過程で順次焼成を受け、最後に冷却される。そしてＤで
示される領域への付着し易さをＤＰ値、Ｒで示される領
域への付着し易さをＲＰ値で表わしていたので、以下こ
れらの各領域における付着物を、夫々付着物Ｄ及び付着
物Ｒと称す。そして８印で示すＰ点が付着量検出具５（
第２図）の挿入位置であり、ロータリーキルン２を通過
してきた気流中の灰分等が検出具５の検出棒６に付着す
る。即ち第２図に示す如く検出具５は検出棒６と支持部
１１からなり、シール機構８を介して炉内に挿入される
。支持部１１は冷却水ホース７又はｒを介して供給循環
される冷却水によつて不断に冷却されており、検出棒６
は耐熱性の金属材料で構成され、例えば丸棒６″のとき
は、第３図に示す様な状況で灰分等１２が付着する。尚
第２図の９はペレット、第３図の矢印は気流の向きを示
す。付着量検出具５の挿入は、測定したい時点に自由に
行なえば良く、例えば定常運転中、微粉炭燃料の炭種が
変更されたとき、原料ペレットの配合比（例えばベント
ナイト等の固着剤の配合比）が変つたとき、操業条件に
変動があつたとき等はそ”の一例であるが、変動後の炉
況が一応安定したと思われる時点で挿入するのが、検出
精度の向上という観点からもつとも推奨されるところで
ある。

又検出具５の挿入時間は、検出棒６に対する灰分等の付
着がまんべんなく行なわれ且つ十分に成長するだけの時
間的余裕を与える必要があり、炉の規模や炉況によつて
適宜経験的に定めればよいところであるが、測定基準が
その都度変わつたのでは正確な判定を下すことができな
い。そこで微粉炭が一定量（例えば５トンとか１０トン
）燃焼され”る時間、という様に定めればもつとも安定
した判定が下せる。但しこの間、単位時間当りの微粉炭
燃焼量や微粉炭粒度構成は可及的一定に保つことが推奨
される。微粉炭燃料が規定量燃焼したら検出具を抜き出
すが、検出棒の表面に付着している灰分等は、冷却する
ことによつて簡単に剥離されるので、まずその重量Ｗｉ
を測定する。

そして付着体積を求めて密度を計算するか、水銀法等に
よつて密度を測定し、更に化学成分（Ｆｅ２Ｏ３，Ｓｉ
Ｏ２，ＣａＯ，Ａ］２０，，Ｍｇ０！８）を分析するが
、これらは微粉炭燃料に由来するものと鉄鉱石原料に由
来するものの混合物であり、付着灰中に鉄鉱石原料由来
のものがどの程度含まれているか（換言すればペレット
から発生する微粉鉱の影響を考慮した付着物はどの程度
か）を知る上で重要な資料となる。しかし付着物の生因
は微粉炭中の灰分と微粉鉱中の灰分の２者しか考えられ
ないので、夫々の含有比率レベルが相違する２成分を選
択して当該成分のみ分析し、２元連立方程式によつて解
を求めれば微粉鉱の寄与率を正しく判断することが可能
であり、全成分の完全分析が要求される訳ではない。以
上でＷｉ，ｐｍ及び微粉鉱の寄与率（付着物中の微粉鉱
比率：Ｃ）が求められるが、原料事情、燃料事情及び操
業条件（生産量を含む）が極めて安定している場合には
、これらの測定値あるいは計算値に基づけば、付着物Ｄ
や付着物Ｒの付着状況を相当正しく把握することができ
る。即ちＷｉが基準値（定期補修の間隔を見計つて適宜
定めれば良い。即ち間隔が長いときは低めに、又間隔が
短いときは長めに設定する。Ｗａ，Ｗｄについても同様
）に比べて多いときは、検出具の設定位置がロータリー
キルンの入口に近いことを考慮して付着物Ｄの量も同じ
様に多いと判定する。一方Ｗｉが基準値に比べて低いと
きは、上記と同様の−考えに従い付着物Ｄの量も少ない
と判定できるが、その理由については、たまたまその時
の混入灰分がその性質上付着物となり難いものであつた
為か、あるいはロータリーキルン内を通過して検出具挿
入位置へ倒達する迄の地点（より具体的に一は中央側の
高温部）で既に付着堆積してしまつて検出棒へ付着すべ
き灰分等の絶対量が少なくなつた為であるか、即断する
ことはできない。そこで付着物（本明細書では付着灰と
いうこともある）の密度を勘案するが、その密度が標準
付着灰の密度に比べて高いときは、検出棒への付着状況
が単なる沈着というより融着に近い状態であると考えら
れる。この状態は高温部において形成される付着物Ｒの
性状に近似したものと言うべきであるから、付着物Ｄよ
り付着物Ｒとしての形成がより進行していると判断する
ことが可能となる。一方低密度のときはその様に考える
べき理由がないので、付着物Ｒ及び付着物Ｄのいずれも
少ないと判断すれば良い。尚付着灰成分中における石炭
灰分由来比率と微粉鉱灰分由来比率については、例えば
次の様にして求めることができる。付着灰分のうち前述
の含有比率レベルが相違する成分として例えばＳｉＯ２
とＣａＯに注目し付着灰中のそれらの成分含有比率を求
め（第１表）、一方微粉炭燃料中の灰分組成及び微粉鉱
中の灰分組成（等にＳｉＯ２とＣａＯの含有比率）を予
め求めておく（第１表に併記）。そこで付着物である灰
分のうち、微粉炭中の灰分に由来する部分をｘ％、ペレ
ット原料である微粉鉱中の灰分に由来する部分をｙ％（
従つてｘ＋ｙ＝１００）と置き、ｘ及びｙの値を求めよ
うとすれば次に示す２元連立方程式を立て、その解を求
めればよいことになる。

即ち５０．９ｘ＋３．１ｙ＝２７．５ ２．１Ｘ＋４．３ｙ＝３．１ という２元連立方程式を解くと、 という解が得られるが、前述のＣ（付着物中の微粉鉱比
率）はｙ（北。

８％）に相当し、この例では微粉炭由来と微粉鉱由来が
ほぼ１：１になつている。

従つてＷｉやρｍの判定から付着物Ｄや付着物Ｒの量が
多いと判断されたときにおいて、ｘとｙのいずれか一方
が片寄つて大きい場合には、付着物Ｄや付着物Ｒの生成
量を制御する方向への操業変更を実行すると共に、寄与
率が高い側の要素についての変更を重点的に考慮するこ
とが必要になつてくる。一方微粉炭燃料における石炭種
が変更されたときには、上述のＷｉだけでは正確な判定
ができないので、石炭中の灰分量（重量％、記号ＣＡ）
による影響を考慮し、これを補正する必要がある。

補正式は適宜定めれば良いことであり、補正式の如何に
よつて本発明の技術的範囲外となることは無いが、本発
明者等は（式中Ｋ１は定数） なる補正式を提案する。

即ち変更された後の新しい微粉炭燃料中における灰分量
が、変更前のそれに比べて例えば少なくなつた場合を考
えると、従来の考え方では灰分等の実測付着量Ｗｉは少
なくなるはずであるが、実際の操業条件では必ずしもそ
の様になつている訳ではなく予想外の変動に遭遇するこ
とが多い。そして例えばＷｉがほとんど変らなかつたと
すれば、微粉炭中の灰分比率が減少したにもかかわらず
付着量が改善されておらない訳であり、このことは以前
よりも灰分の付着し易い状況が形成されたことを意味し
、補正値Ｗａも大きい値を示すことになる。従つてＣＡ
が良い方向（少ない方向）に変わつたか、悪い方向（多
い方向）に変わつたかという因子を、Ｗｉが増加したか
減少したかという現象と組合わせて考えることにより（
換言すれば上記補正式によつてＷａを求めることにより
入灰分の付着し易い状況になつているか、あるいは付着
し難い状況になつているかを判断する。即ち従来の一般
的概念では、微粉炭燃料中の灰分比率の大小を、灰分付
着量の多少に直接的に結びつけて判断しようという傾向
があつたが、本発明では実測付着量との関係においてこ
れを把握する様にしたものである。そして定期補修の間
隔に応じて定められる基準値をＷａと比較することによ
り、当該操業をそのまま継続して良いか否かを判断する
が、Ｗａによる判断は微粉炭の炭種を変更して行なうこ
とが多いので、炭種の再変更というう対策が中心となり
つつ後述の各種対策を講じる必要が生じる。一方微粉炭
燃料炭種は変動しないが、ペレットにおける原料配合比
率の変動や生産量の変動等があつた場合は、ペレット側
の影響、即ちペレットダスト（微粉鉱中の灰分）の影響
を考慮する必要があり、灰分の場合と同様微粉鉱による
補正を考慮しなければならない。

この場合の補正式についても本発明は特別の制限を加え
ないが、本発明者等は〔式中Ｋ２は石炭種によつて定ま
る定数，ＦはＷｉを測定したときに使用していた微粉鉱
の付着灰分比率，αは変更後の操業で使用している微粉
鉱の付着灰分比率〕なる補正式を提案する。

上式において（Ｆ−α）は夫々の定義から理解される様
に微粉鉱と共にロータリーキルン内へ持込まれる灰分比
率の変化を示すものであり、（Ｆ−α）が大きくなると
いうことは操業の変更によつて該灰分比率が低下（改善
）せしめられることを意味し、補正項全体も小さくなる
のでＷｄはＷｉより小さい値になる。即ち付着量が減少
する。逆に操業条件が悪い側に変動して（灰分比率が増
大して）（Ｆ−α）が小さくなり例えばマイナスの値に
なると補正項がマイナス〔−（補正項）としてみればプ
ラス〕になりＷｄはＷｉより大きい値となる。即ち付着
量が増大する。そして（Ｆ−α）項による上記の変化の
度合いは、当然にＣ（付着物中の微粉鉱比）による影響
を受けるだけでなく、石炭種による影響（Ｋ２）が大き
いことも分かつている。ちなみに第６図はペレット付着
微粉鉱比と付着量Ｗｄとの関係を示すグラフでありペレ
ットによつて持ちこまれる微粉鉱比率（換言すれは微粉
鉱中の灰分量）が高まるにつれてＷｄの増大しているこ
とが分かる。尚上記は補正式によつてＷｄを求める場合
について説明したものであるが、Ｗｄは実測によつて求
めることも可能な値であり、実測値が上記補”正値と符
合していることは別途確認しており、Ｗｄの値は付着物
Ｄの量そのものを表現していることになる。結局先に述
べたＷａが主として燃料石炭側の良し悪しによつて左右
される補正値であり石炭種の変更をどの様になすべきか
という示唆・を与えてくれるものであつたのに対し、Ｗ
ｄは微粉鉱の影響、換言すれば原料側ペレットの影響、
更には操業管理の良し悪しによつて左右される補正値で
あると言うことができる。従つて後者Ｗｄについては、
原料側条件あるいは挿業条件等が変ｊつた場合における
操業管理において特にその有効性を発揮するものと期待
される。ところで付着物Ｄと付着物Ｒの違いについては
、前者は所謂物理的な付着の様相を呈し、例えば微粉鉱
由来のもの等は粉末状態を維持したまま付着しているこ
とが多いが、後者は溶融塊状物という様相を呈している
と言われている。

これは前者の付着領域が一般に１１００てＣ前後である
のに対し、後者の付着領域が一般に１３０００Ｃ前後と
、極めて高温であることに基づくものと考えられている
。従つて付着物の状況を密度という面で比較すれば、付
着物Ｒは高密度であり、付着物Ｄは低密度である。この
ことは前にも若干触れたが、ここでは更に進めて、Ｒｉ
（リングインデックス）という概念を導入し、前記検出
具によつて得られる測定値から付着物Ｒの形成状態を更
に適確に判断し得る方法について説明する。即ちＷｉや
Ｗａは微粉鉱の影響を余りとり入れていない値であるが
、Ｗｄは前述した様に微粉鉱の影響を大きくとり入れる
ことによつて求められる補正値である。一方ロータリー
キルンにおける高温部でのリング付着は、微粉炭燃焼以
前、即ち重油専焼当時から問題とされていたから、石炭
灰に基づく付着物Ｒとペレット微粉鉱に基づく付着物Ｒ
を比較した場合、後者の比率が圧倒的に高いことが予測
される。事実これ迄の操業経験においても、石炭灰の多
い微粉炭燃料を頻繁に用いたときと、生産側の事情によ
りペレット微粉鉱が多くなつたときを比べると前者の場
合は比較的付着物Ｄが多く、後者の場合は明らかに付着
物Ｒが多い。従つて石炭種を変更しようとしたとき或は
変更したときはＷａをもとにして判定し、操業条件を変
更しようとしたとき或は変更したときはＷｄをもとにし
て判定するという既述の基準はこの面からも支持される
ところであるが、更にＷｄに密度要因を加味して算出さ
．れる値をＲ１と考えれば、付着物Ｒの生成され易さを
更に高精度に予測ないし推察できるのではないかと考え
た。ＷｄとρｍからＲｉを求める計算式の構成について
は本発明の制限するところではないが、本発明者等は第
７図の実験結果に示されるζ様な指数関数的な相関があ
ることを見出しなる計算式を提案する。

第７図は横軸に付着物密度、縦軸に付着物Ｒの生成量Ｒ
ｉをとつて示すグラフであり、Ｐｍが高いものでは灰が
溶け易く、それに呼応して付着物Ｒが指数関数的に増大
していくことが分かる。即ちＲｉは付着物Ｒの生成量そ
のものを意味する。尚上式における定数Ｋ３は、一般的
には１／ρｃ（但しρｃは基準的に設定される付着灰密
度であつて、定期補修の間隔が短い場合は大きめの値、
逆に同間隔が長い場合は・小さめの値に設定する）で与
えられることが分かつた。即ち定期補修間隔が長い場合
はＲｉの上昇については厳しく管理する必要があるため
、Ｐｃを低く（従つてＫ，・Ｐｍを大きく）設定し、Ｗ
ｄのわずかな増大があつてもこれをＲｉ値へ敏感に反映
させる必要があるからであり、逆に定期補修間隔が短い
場合はＲｉの増加テンポが早まつてもかまわないので、
ρｃを高めに設定する。以上述べた如く本発明において
は、石炭成分は勿論のこと操業側の条件も加味すること
によつて付着物Ｄ及び付着物Ｒの形成状況が推察される
こととなつたので、得られた推察結果から逆に操炉の全
条件を調整してこれらの付着を抑制するという方向に操
業管理を行なうことができる様になつた。

従つて従来の様に、付着物形成の全原因を石炭のせいに
して石炭の選択幅を狭めていたのに比べると、本発明で
は石炭以外の項目を変更することによつて石炭自体は従
来のものを引続き使用し、場合によつては一段悪い石炭
への変更も検討できる余地が与えられることになり、石
炭の選択範囲が大幅に拡大されることとなつた。そこで
次に付着物Ｄ及び同Ｒの形成を具体的に管理する為の対
応策について説明する。

第２表は本発明者等の用いた石炭の各種分析結果、第３
表は夫々の石炭を用いたときの操業状況及び付着灰分の
各種分析結果を夫々一括して示すものであるが、いずれ
の場合も操業条件等の制御により付着物の成長による操
業トラブルを防止して次回の定期補修迄安全操業を継続
することのできた例である。

第３表に見られる如く、用いた石炭のうち、既述の一般
的推奨条件（ＤＰ≦３００，ＲＰ≦１５０）を全て満足
するものは）！０．９，１０の２炭種に過ぎず、特にＮ
Ｏ６，ｌｌの２炭種は上述の条件を全て満たしておらず
、従来の基準からすれば完全不合格燃料である。

しかし前述の如く炭種の変更を含めた全操業条件の調整
を継続することによつていずれも不都合なく操業を継続
することができた。尚同表から更に理解される様に、従
来の基準であるＤＰやＲＰは必ずしもＷｉに対応してお
らず、又ＤＰだけを見てもＷａに良く対応している訳で
はない。従つて本発明に従つて付着物の管理を行なう場
合、ＤＰやＲＰはあまり参考にならないと言うことがで
きる。しかし単純に炭種を変更するだけというときは、
ＤＰ（５ＲＰを参考にすることができる。例えば付着物
Ｄの多いときであつて炭種を変更したい場合はＤＰの小
さい炭種を選び、付着物Ｒの多いときであつて炭種を変
更したい場合はＲＰの小さい炭種を選ぶことができる。
しかしこの場合であつても炭種変更後の操業において炉
況が安定した段階を見計つて再びＷｉを測定し、特にＷ
ａへ補正することにより、上記選定の当否を判断すべき
である。次に第３表の如くして総括された知見を基にし
て操業管理を行なう手法の一例として石炭種を変更する
場合の選択例を説明する。

今石炭種陥．２を燃料として使用していた場合において
、設備保全計画が変更され付着物の生成をよソー層制限
する必要が生じたとする。（１）操業変更ができない場
合 石炭１Ｖ４０．２のＣ（％）は５９であり、ペレット微
粉鉱中の灰分との融着は進み難いものと考えてよい。

そこで付着物の生成を現状以上に少なくしようとすれば
更にＣ，Ｗｉの低いものを選択する必要があり石炭種Ｎ
Ｏ．ｌとＮＯ．３が選ばれる。（２） 操業変更によつ
てペレット微粉鉱の低下が可能な場合Ｃ（％）は多少高
くてもＷｉの低い石炭種を使用することが可能であり、
撤１，３，７，８，９，１０，１１，１２，１３の中か
ら選ぶことができる。

上記の様にして石炭種の変更を行なうが、個々の石炭種
毎に予め得られているデータを基にして石炭種を４種の
グループに分けて大まかな選択指標を作るとすれば第４
表に示す通りとなる。

次に炭種の変更に当つては、全体を単一炭種のものに変
更する場合もあるが、混合燃焼を行なう場合は付着物の
形成について特異な傾向が見られたので以下に説明する
。第４図は異なつた品種に属する２つの石炭ＡｌＢを混
合していつたときの、各混合比毎の付着指数（石炭Ａ単
独のときの付着灰分量を１とする）を示すものであるが
、この表によると、灰分の少ない石炭Ａに灰分の多い石
炭Ｂを配合ていくと、Ｂ／Ａが増加するにつれて付着灰
の増大が見られたものの、Ｂ／Ａ＝１１揃後において極
大を示しつつ付着灰が減少し、Ｂ／Ａ＝１ハの辺りで極
小を示した後、再びＢ／Ａの上昇に応じて付着量もノ増
え、Ｂ／Ａ＝３ハ辺りで再び極大を示した後、Ｂ：１０
０％に向けて漸減した。

この様な４次元状の曲線は他の石炭配合例においても見
られ、付着灰を減少させるという目的の下で経済性とい
う観点を加えるならば、１ハ又はそれに近い比率での石
炭配合がもつとも有効であるとの結論が得られた。尚石
炭品位の高いものを使用しても灰分付着量が更に増大し
ていく様であれば、コークスガス等の混焼比率を高めて
いけば良い。次に第５図は微粉炭燃料の粒度（具体的に
は羽μのメッシュ径からなる篩の通過比率）と付着指数
（短期間定修における連続操業の可能性上限を１．０と
した）の関係を示すグラフで、第２表に示したＮＯ．８
の石炭を色々の粒度構成となる様に粉砕し、これを微粉
炭燃料として吹込んだ場合における付着灰分重量Ｗｉを
検討した。

第５図によると、Ｗｉは羽μ以下の小粒微粉比率が高く
なるにつれて明らかに低下している。従つて上述の手段
で判断したときにＷｉ，Ｗａ又はＷｄ（特にＷｉ又はＷ
ａ）の値が大きくなつていることが分かつたとすれば微
粉炭燃料の粉砕度を高めて微粉率（特に羽μ以下のもの
）を多くすることが有効な対策の１つとなる。尚仮にＷ
ｉ等が十分に少なければ、石炭の粉砕度合いが不必要に
進んでいる（換言すれば粉砕の為の動力費が過剰になつ
ている）と考えられるので定期補修迄の残余期間を考慮
しつつ粉砕度を若干緩和したり、あるいは石炭の品位を
若干下げるという様な対策を講じることができる。灰分
付着量の増大傾向を抑制する為の他の手段としては、生
産条件の調整を挙げることができるが、その第１番とし
てはキルン内の温度状況を変化させ、付着物を積極的に
除去していく手段が推奨される。

即ち、例えば付着物Ｄが多いときはロータリーキルン入
口側、又例えば付着物Ｒが多い．ときはロータリーキル
ン中央部の各温度を低下させ、ロータリーキルンと各付
着物Ｄ，Ｒの各熱膨張率差によつて付着物Ｄ，Ｒの剥離
を促すのであるが、温度低下手段として微粉炭吹込量を
少なくした場合は生産性が低下するので、ロータリーキ
ニルン入口部へ積極的に外気を送り込み入口部の温度の
みを集中的に低下させたり、バーナ火炎の長さ等を変更
することによつてロータリーキルン中央部の温度だけを
低下させるという手段が好ましい。又第２番目の手段と
してはグレードからロータリーキルンへの持込み微粉鉱
を減少させる手段があり、付着物Ｒが多い場合の対策と
しては特に望ましい手段となる。この手段を更に具体的
に述べると、（１）造粒時の固着剤添加量を多くし、生
ペレット強度を高める、（２）グレード上での微粉鉱発
生を防止するため、多少温度を下げても良いからガス量
を高め、グレード上での乾燥を十分に行なわせる。（３
）グレード上でもある程度の焼結を行なノわせ、グレー
ドからロータリーキルンへ入るときの落差による衝撃割
れを防止する、等の手段が例示される。以上種々の対策
を述べてきたが、灰分付着量を調整する為の手段はこれ
で言い尽せるものではなく、その他色々の手段がある。

又各手段は夫々単独で講じる場合もあるが、色々の手段
を組合わせれば一層の実効を挙げることが可能である。
本発明は以上の様に構成されているので、従来低品位炭
の使用を避けるという消極策によつて付着灰分量を抑制
していたのに対し、操業条件や石炭種等を総合的に判断
して各部位毎の付着状況を把握できる様になり、夫々に
応じて種々の対応策を講じることができる道を明らかに
した。従つて従来は忌避されていた低品位炭であつても
積極的に利用できる様になり、設備保全や安定操業等の
効果と共に経済的効果はすこぶる大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はグレード・キルン方式の要部を示す縦断面説明
図、第２図は本発明に係る検出具の挿入状況を示す横断
面説明図、第３図は検出棒に対する灰分付着状況を示す
断面説明図、第４図は石炭混合比と灰分付着量の関係を
示すグラフ、第５図は微粉炭粒度と灰分付着量の関係を
示すグラフ、第６図はペレット付着微粉鉱比と付着量Ｗ
ｄの関係を示すグラフ、第７図は付着物密度とＲｉの関
係を示すグラフである。 １・・・・・・グレード、２・・・・・弔−タリーキル
ン、５・・・・・・検出具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉末鉄鉱石等を主原料とするペレットを予備焼成炉
   に装入して予備焼成を行なつた後、微粉炭バーナからの
   火炎を熱源とするロータリーキルンに投入して上記ペレ
   ットを加熱硬化させるに当たり、ロータリーキルン内壁
   面に対する灰分等の付着状況を把握して該キルン内の診
   断を行なう方法であつて、予備焼成炉の出口部近傍に灰
   分等の付着量検出具を挿入して一定時間後抜き出し、該
   検出棒に対する実測付着量Ｗｉ、付着物密度ρｍ及び付
   着物成分組成を夫々求めると共に、（イ）上記実測付着
   量Ｗｉを燃料粉炭中の灰分量によつて補正した灰分補正
   付着量Ｗａ（ロ）上記実測付着量Ｗｉを、予備焼成炉出
   口部近傍における予備焼成ペレット中の微粉鉱比率Ｆと
   、上記付着物成分組成・微粉鉱の灰分組成・微粉炭燃料
   中の灰分組成の３者から求められる付着物中の微粉鉱比
   Ｃによつて補正した微粉鉱補正付着量Ｗｄ（ハ）上記微
   粉鉱補正付着量Ｗｄと上記付着物密度ρｍから求められ
   るキルン内高温部における灰分付着量Ｒｉを夫々実測又
   は演算し、焼成操業の状況を勘案しつつ実測付着量Ｗｉ
   、灰分補正付着量Ｗａ、微粉鉱補正付着量Ｗｄのいずれ
   か１つの値を対応する夫々の基準値と比較すると共に付
   着物密度ρｍの値を判断し、あるいは更にキルン内高温
   部における灰分付着量Ｒｉを勘案してロータリーキルン
   内壁面に対する灰分等の付着状況を把握することを特徴
   とするロータリーキルン内診断方法。