JP6357842B2 - Sinter ore manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、焼結鉱製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing sintered ore.
周知のごとく、高炉法において、高炉に投入する鉄鉱石は、焼結鉱にすることが望ましく、現在広く実施されている。焼結鉱の品質として、他の成分に比べて還元し難い性質を有するFeO成分が管理されている。なお、ここでいうFeOは、酸化鉄のFe(II)イオンとなる物質全体を指すもので、狭義のFeO(ウスタイト)だけを指すものではない。
高FeO成分の焼結鉱は、被還元性が悪いため、高炉における還元材比を高くするという問題点がある。特に、FeO成分の濃度が10.0質量%以上の焼結鉱は、還元材比を悪化させる問題があるため、得られる焼結鉱がこの濃度以下となるように、FeO成分の高い焼結原料はできるだけ使用しないように努められている。
As is well known, in the blast furnace method, it is desirable that the iron ore charged into the blast furnace is a sintered ore, which is currently widely practiced. As the quality of the sintered ore, an FeO component having properties that are difficult to reduce compared to other components is managed. In addition, FeO here refers to the whole substance used as Fe (II) ion of iron oxide, and does not refer only to FeO (wustite) in a narrow sense.
Since the high FeO component sintered ore has poor reducibility, there is a problem of increasing the reducing material ratio in the blast furnace. In particular, sintered ore with a concentration of FeO component of 10.0% by mass or more has a problem of deteriorating the reducing material ratio, so that the sintered ore with high FeO component is reduced so that the obtained sintered ore is less than this concentration. We try to avoid using raw materials as much as possible.
しかし、近年、良質な鉄鉱石資源の枯渇が顕在化しており、トータル鉄(T.Fe)成分の低い低品位鉄鉱床の新規開発が進められている。鉄分の低い低品位鉄鉱石は、高炉で使用すると還元材比が悪化するので、鉄鉱石の品位を上昇させるために、採掘した鉄鉱石の選鉱処理が事前に行われている。選鉱処理には、鉄鉱石を脈石と酸化鉄とに粒子単位で分離すべく、鉄鉱石を100μm以下にまで微粉砕し、これを重液や界面活性液や磁力、遠心力などを用いて分離する方法が採られている。 However, in recent years, depletion of high-quality iron ore resources has become apparent, and new development of low-grade iron deposits with a low total iron (T.Fe) component has been promoted. When low-grade iron ore with low iron content is used in a blast furnace, the ratio of reducing material deteriorates. Therefore, in order to increase the quality of iron ore, the beneficiation processing of the mined iron ore is performed in advance. In the beneficiation process, in order to separate iron ore into gangue and iron oxide in units of particles, the iron ore is finely pulverized to 100 μm or less, and this is used using heavy liquid, surface active liquid, magnetic force, centrifugal force, etc. The method of separating is taken.
マグネタイト系鉱石は、選鉱処理として磁力選鉱が効率的に行えるために注目されている。しかし、マグネタイト系鉱石は、主要組成がマグネタイト(FeO・Fe2O3)で構成されているため、FeO成分が20〜30質量%と高い。また微粉である性状故、直接高炉に投入するのもままならない。このため、マグネタイト系鉱石を、低FeO成分が求められる焼結鉱製造の原料として使用する方法が大きな課題となっている。 Magnetite ores are attracting attention because they can efficiently conduct magnetic ore as a beneficiation treatment. However, since the main composition of magnetite ore is composed of magnetite (FeO · Fe 2 O 3 ), the FeO component is as high as 20 to 30% by mass. Moreover, because it is a fine powder, it cannot be directly put into the blast furnace. For this reason, the method of using a magnetite-type ore as a raw material of the sintered ore manufacture for which a low FeO component is calculated | required has become a big subject.
一般に、焼結鉱の製造に際しては、種々の鉄鉱石や製鉄所で発生するスケールに、石灰石及びコークスを添加混合し、更に造粒処理することで、配合原料が製造される。
この配合原料を、焼結パレットに装入することで、層厚が500mm程度の充填層が形成される。そして、充填層の表面が点火バーナーにより点火される。点火時間は数十秒程度であり、充填層の表面が1300℃程度にまで加熱される。点火完了後は、大気中の空気を充填層の表面から吸引させることで焼結化が開始される。
大気中の空気の吸引は、充填層の底部に位置する風箱により行われる。これにより、充填層内では、空気や焼結後の排ガスが上層から下層へと流れ、充填層中の燃焼は上層から下層へとゆっくりと進行してゆく。焼結は、34分程度で終了する。
In general, in the production of sintered ore, limestone and coke are added to and mixed with scales generated in various iron ores and steelworks, and further granulated to produce a blended raw material.
By charging this blended raw material into a sintered pallet, a packed layer having a layer thickness of about 500 mm is formed. Then, the surface of the packed bed is ignited by an ignition burner. The ignition time is about several tens of seconds, and the surface of the packed bed is heated to about 1300 ° C. After completion of ignition, sintering is started by sucking air in the atmosphere from the surface of the packed bed.
The air in the atmosphere is sucked by a wind box located at the bottom of the packed bed. Thereby, in the packed bed, air and the exhaust gas after sintering flow from the upper layer to the lower layer, and the combustion in the packed bed proceeds slowly from the upper layer to the lower layer. Sintering is completed in about 34 minutes.
商業用の焼結鉱製造設備(ドワイトロイド型(DL型)焼結機)においては、焼結パレットは連続無端に連結されている。配合原料が装入された焼結パレットは、焼結が完了するまでの時間で、点火炉をくぐり、水平方向に移動し、最終的に排鉱端にまで至り、焼結パレットから焼結ケーキが排出される。
この過程において、コークス中のカーボンは、充填層表面から吸引された空気によって燃焼される。これにより、充填層の燃焼領域の温度が上昇し、鉄鉱石と石灰石との焼結反応を生じさせることで焼結化が進行する。焼結化された焼結鉱組織は、主にヘマタイト(Fe2O3)、マグネタイト(FeO・Fe2O3)、カルシウムフェライト(CaO・Fe2O3)、硅酸塩スラグ(2FeO・SiO2)で形成されている。
焼結鉱組織中のFeO成分値は、配合原料のFeO成分値に大きな影響を受ける。このため、焼結過程で大幅なガス酸素ポテンシャルを変更しない限り、高FeO成分の配合原料からは、低FeO成分の焼結鉱を製造することは困難である。
In a commercial sinter production facility (dwyroid type (DL type) sintering machine), the sintering pallets are continuously connected. The sintering pallet charged with the blended raw material passes through the ignition furnace in the time until the sintering is completed, moves in the horizontal direction, and finally reaches the discharge end. Is discharged.
In this process, carbon in the coke is burned by air sucked from the surface of the packed bed. Thereby, the temperature of the combustion area | region of a packed bed rises, and sintering progresses by producing the sintering reaction of an iron ore and limestone. Sintered sintered ore structures are mainly composed of hematite (Fe 2 O 3 ), magnetite (FeO · Fe 2 O 3 ), calcium ferrite (CaO · Fe 2 O 3 ), oxalate slag (2FeO · SiO 2 ). 2 ).
The value of the FeO component in the sintered ore structure is greatly affected by the value of the FeO component of the blended raw material. For this reason, it is difficult to produce a sintered ore with a low FeO component from a blended raw material with a high FeO component unless the gas oxygen potential is significantly changed during the sintering process.
焼結鉱の製造方法として、焼結原料に細粒の石灰石を用い、造粒水分を通常よりも低下させるとともに、コークス燃焼反応進行中の焼結ベッド表面へ水分を供給することが開示されている(特許文献1)。特許文献1は、充填層中に存在するコークスのカーボンと供給する水を反応させて、COとH2を生成させることで、還元雰囲気を強化してNOxの生成を抑制するものである。
As a method for producing sintered ore, it is disclosed that fine limestone is used as a sintering raw material to reduce the granulated moisture than usual and to supply moisture to the surface of the sintered bed during the coke combustion reaction. (Patent Document 1). In
また、焼結後の風箱排ガスを原料層上面に供給し、下方に吸引して焼結することが開示されている(特許文献2)。特許文献2では、中層部の燃焼時に低酸素濃度のガスを吸引させることでNOx生成を抑制させている。また、焼結過程後半の燃料の燃焼が完了した後の水蒸気を含むガスを吸引させることで、焼結層内の冷却速度を増加させ、焼結速度を増加させている。更に、焼結過程前半から中間時に、廃鉱部に近い後半部で排出される環境汚染物質が含まれるガスを吸引させることで、シンターケーキに環境汚染物質を吸着させ、その発生を抑制させている。
Further, it is disclosed that the air exhaust gas after sintering is supplied to the upper surface of the raw material layer and sucked downward to be sintered (Patent Document 2). In
しかし、上記特許文献1の方法では、焼成中の還元雰囲気を強化し酸素ポテンシャルを低下させるので、焼結鉱成品中のFeO成分の濃度を上昇させる欠点がある。
また、上記特許文献2の方法では、酸素濃度が低い焼結後の風箱排ガスを原料層上面に供給するので、コークス燃焼が不完全燃焼となり易い。また、還元雰囲気が強化されるため、焼結鉱成品中のFeO濃度を上昇させる欠点がある。
このため、高FeO成分の配合原料を用いて低FeO成分の焼結鉱を製造する技術として、特許文献1,2の技術は単純には適用できない。
However, the method of
Moreover, in the method of
For this reason, the techniques of
本発明の目的は、高FeO成分の配合原料を用いた場合であっても、低FeO成分の焼結鉱を高歩留で製造し得る、焼結鉱製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for producing a sintered ore that can produce a sintered ore with a low FeO component at a high yield even when a blended raw material with a high FeO component is used.
本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
(1)FeO成分が10.0質量%以上の配合原料を用いてFeO成分が10.0質量%以下の焼結鉱を製造する方法であって、充填層への表面点火後、焼結機の全ストランド長さに対し、焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の30%の範囲内のみで、前記充填層の表面に、5kg/配合原料t以上18kg/配合原料t以下の散布量で水蒸気を散布して焼結することを特徴とする焼結鉱製造方法。
(2)前記焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の20%の範囲内のみで、前記充填層の表面に水蒸気を散布することを特徴とする(1)に記載の焼結鉱製造方法。
The gist of the present invention is as follows.
(1) A method for producing a sintered ore having a FeO component of 10.0% by mass or less using a blended raw material having an FeO component of 10.0% by mass or more, and after sintering the surface of the packed bed, a sintering
(2) Water vapor is sprayed on the surface of the packed bed only within a range of 20% on the ignition furnace outlet side from the ignition furnace outlet to the end of the sintered strand of the sintered strand (1) ) Sintered ore manufacturing method .
本発明によれば、マグネタイト系鉱石やスケールを多く配合するような高FeO成分の配合原料を用いた場合であっても、低FeO成分の焼結鉱を高歩留で製造することができる。 According to the present invention, a sintered ore with a low FeO component can be produced at a high yield even when a high-FeO component blending raw material that contains a large amount of magnetite ore and scale is used.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態における焼結鉱製造方法は、FeO成分が10.0質量%以上の配合原料を用いてFeO成分が10.0質量%以下の焼結鉱を製造する方法であり、充填層への表面点火後、焼結機の全ストランド長さに対し、焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の30%の範囲内で、前記充填層の表面に水蒸気を散布して焼結することを特徴とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The method for producing sintered ore in the present embodiment is a method for producing a sintered ore having an FeO component of 10.0% by mass or less using a blended raw material having an FeO component of 10.0% by mass or more. After the surface ignition, the surface of the packed bed has water vapor within the range of 30% on the ignition furnace outlet side of the sintering strand from the ignition furnace outlet to the end of the sintered strand with respect to the total strand length of the sintering machine. It is characterized by spraying and sintering.
配合原料としては、FeO成分が10.0質量%以上の配合原料を用いる。このうち、15.0質量%以上のマグネタイト系鉱石を配合することが好ましい。15.0質量%以上のマグネタイト系鉱石は、スケールなどに比べて粒径が細かく、かつ、多孔質であるので水蒸気との酸化反応が活発に起こる特徴を有している。また、スケールなどよりも微粉のマグネタイト系ペレットフィード(PF)による高FeO原料を配合することが、水蒸気との酸化反応がより活発に起こるため、特に好ましい。 As a blending raw material, a blending raw material having an FeO component of 10.0% by mass or more is used. Among these, it is preferable to mix 15.0% by mass or more of magnetite ore. A magnetite ore of 15.0% by mass or more has a feature that the particle size is finer than that of a scale and the like, and since it is porous, an oxidation reaction with water vapor occurs actively. In addition, it is particularly preferable to blend a high FeO raw material by magnetite-based pellet feed (PF) that is finer than a scale or the like because an oxidation reaction with water vapor occurs more actively.
本実施形態では、焼結時の所定の領域において、充填層の表面に水蒸気を散布することで焼結する。
焼結の際に吸引する空気は、大気中の空気が好ましい。例えば、上記特許文献2のように、焼結後の風箱排ガスの一部を循環して用いると、吸引する空気の酸素濃度は低くなるが、これは、カーボン燃焼やFeO成分の燃焼の妨げとなる。これにより、未燃焼カーボンや残留FeO成分が増加し、焼結成品歩留が悪化するおそれがある。
焼結の際に吸引する空気と混合させるのは水蒸気である。水ミストなどの液体の水分では、水蒸気とするために大きな気化熱が必要となるためである。これに対して、水蒸気は、気化熱を必要としないため最適である。
In the present embodiment, sintering is performed by spraying water vapor on the surface of the packed bed in a predetermined region during sintering.
The air sucked during the sintering is preferably air in the atmosphere. For example, as described in
It is water vapor that is mixed with the air sucked during sintering. This is because liquid water such as water mist requires a large amount of heat of vaporization to produce water vapor. In contrast, water vapor is optimal because it does not require heat of vaporization.
本実施形態では、充填層への表面点火後、焼結機の全ストランド長さに対し、焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の30%の範囲内で、水蒸気を散布する。
一般に焼結鉱の工業生産においては、焼結パレットを連続無端に連結した、DL型焼結機が広く用いられている。これは焼結パレットを回分式に結合したもので、その焼結過程は1枚の焼結パレット内の挙動で代表される。焼結パレットには、配合原料を装入することで充填層が形成される。
焼結過程では、充填層の表面から1300℃の燃焼排ガスを数十秒間吸引させる。これによって、充填層表面のコークス中のカーボンが点火される。その後、常温の空気を吸引させることで、継続的にコークスが燃焼され発熱する。これが焼結の熱源となる。また、同時に配合原料中のFeO成分も燃焼(酸化)されてFe2O3となり、この酸化反応における発熱が熱源となることがある。
In the present embodiment, after surface ignition to the packed bed, within the range of 30% on the ignition furnace outlet side of the sintered strand from the ignition furnace outlet to the end of the sintered strand with respect to the total strand length of the sintering machine. Then, spray water vapor.
In general, in the industrial production of sintered ore, a DL type sintering machine in which sintering pallets are connected endlessly is widely used. This is a combination of sintered pallets in a batch system, and the sintering process is represented by the behavior in one sintered pallet. A packed bed is formed in the sintered pallet by charging the blended raw materials.
In the sintering process, combustion exhaust gas at 1300 ° C. is sucked from the surface of the packed bed for several tens of seconds. As a result, the carbon in the coke on the surface of the packed bed is ignited. Thereafter, by sucking normal temperature air, the coke is continuously burned and generates heat. This becomes a heat source for sintering. At the same time, the FeO component in the blended raw material is also combusted (oxidized) to Fe 2 O 3 , and the heat generated in this oxidation reaction may be a heat source.
充填層の任意点における焼結化反応過程では、常温の配合原料は上方から供給される高温燃焼排ガスによって昇温される。これにより、先ず300℃以下で水分が蒸発し、次に600℃以上でカーボンが燃焼発熱し、最後に1200℃以上でFeO成分が燃焼発熱する。そして、カーボンとFeO成分の燃焼量が低下すると、表面から吸引される常温の空気によって冷却が開始される。
この焼結化反応過程では、カーボンの燃焼は概ね600℃以上、かつ大きい燃焼速度で起こるのに対して、FeO成分の燃焼は1200℃以上の高温、かつ非常に緩慢な燃焼速度で起こる。このため、未燃焼カーボンは殆ど生じないが、未燃焼のFeO成分(即ち、成品FeO)は多く残留する。
これらの燃焼挙動を反映して、充填層の高さ方向における燃焼部位は、点火完了から逐次、時間の経過とともに変化する。即ち、燃焼部位は、空気や水蒸気が吸引される上層から吸引出口の下層に向かって進行する。そして、最下層の床敷層に到達した時点で燃焼が完了する。層厚が500mm程度の充填層の場合では、焼結は34分間程度で完了する。
In the sintering reaction process at an arbitrary point of the packed bed, the normal temperature raw material is heated by the high-temperature combustion exhaust gas supplied from above. As a result, the water first evaporates at 300 ° C. or lower, then the carbon burns and generates heat at 600 ° C. or higher, and finally the FeO component generates heat at 1200 ° C. or higher. And if the combustion amount of carbon and a FeO component falls, cooling will be started by the normal temperature air attracted | sucked from the surface.
In this sintering reaction process, carbon combustion occurs at approximately 600 ° C. or higher and a high combustion rate, while FeO component combustion occurs at a high temperature of 1200 ° C. or higher and at a very slow combustion rate. For this reason, almost no unburned carbon is produced, but a large amount of unburned FeO component (ie, product FeO) remains.
Reflecting these combustion behaviors, the combustion site in the height direction of the packed bed changes with the passage of time sequentially from the completion of ignition. That is, the combustion site proceeds from the upper layer where air and water vapor are sucked toward the lower layer of the suction outlet. Combustion is completed when the bottom floor layer is reached. In the case of a packed layer having a layer thickness of about 500 mm, the sintering is completed in about 34 minutes.
本発明者らが、充填層内におけるカーボンとFeO成分の燃焼挙動の差を鋭意調査したところ、図1に示すような差が存在することが判明した。図1において、左側は、充填層内におけるカーボン燃焼前線とFeO成分の燃焼前線を示し、右側は、充填層内の(A)位置、(B)位置及び(C)位置における温度分布を示している。
カーボンの燃焼では、燃焼開始温度が600℃以上の低温でかつ燃焼速度が速いことから、図1左側の実線で示すように、上層から下層に向かって速い速度でカーボン燃焼前線が降下する特徴を有している。また、このカーボンの燃焼による、残留(未燃焼)カーボン量も少ない。
これに対して、FeO成分の燃焼は、燃焼開始温度が1200℃以上でかつ燃焼速度が遅く緩慢なことから、図1左側の破線で示すように、上層から下層に向かって遅い速度でFeO燃焼前線が降下する特徴を有している。そして、このFeO成分の燃焼による、残留(未燃焼)FeO量も多い。
即ち、カーボンの燃焼前線とFeO成分の燃焼前線とでは、進行速度が異なり、焼結過程の初期段階(上層での燃焼)では、燃焼反応領域がほぼ重なっているが、中期段階(中層での燃焼)や、後期段階(下層での燃焼)では、徐々に両者の燃焼反応領域にずれが生じていることが判る。
従って、焼結過程の初期段階(上層での燃焼)に、酸素(空気)とともに水蒸気H2Oを吸引させることで、カーボンとFeO成分は双方同時に酸化反応を起こし、酸化発熱反応が強化され、1200℃以上の高温となって焼結鉱組織のFeO成分を低下させることができる。
When the present inventors diligently investigated the difference in combustion behavior of carbon and FeO components in the packed bed, it was found that there is a difference as shown in FIG. In FIG. 1, the left side shows the carbon combustion front and the combustion front of the FeO component in the packed bed, and the right side shows the temperature distribution at the (A) position, (B) position, and (C) position in the packed bed. Yes.
In the combustion of carbon, since the combustion start temperature is a low temperature of 600 ° C. or higher and the combustion speed is high, as shown by the solid line on the left side of FIG. 1, the carbon combustion front descends at a high speed from the upper layer toward the lower layer. Have. Further, the amount of residual (unburned) carbon due to the combustion of carbon is small.
On the other hand, since the combustion start temperature is 1200 ° C. or higher and the combustion speed is slow and slow, the FeO component is burned at a slow speed from the upper layer toward the lower layer as shown by the broken line on the left side of FIG. It has the feature that the front line descends. And the amount of residual (unburned) FeO due to the combustion of this FeO component is also large.
That is, the rate of progress is different between the combustion front of carbon and the combustion front of the FeO component, and in the initial stage of the sintering process (combustion in the upper layer), the combustion reaction regions almost overlap, but in the middle stage (in the middle layer) It can be seen that there is a gradual shift in the combustion reaction area between the combustion and the later stage (combustion in the lower layer).
Therefore, by sucking water vapor H 2 O together with oxygen (air) in the initial stage of the sintering process (combustion in the upper layer), both the carbon and FeO components cause an oxidation reaction at the same time, and the oxidation exothermic reaction is strengthened. The FeO component of the sintered ore structure can be lowered at a high temperature of 1200 ° C. or higher.
一方で、焼結過程の中期段階や焼結過程の後期段階においては、カーボンとFeO成分の燃焼発熱位置が乖離した状態である。このため、この状態で空気とともに水蒸気を吸引させてFeO成分の燃焼反応を促進させようと試みても、FeO成分の燃焼は起こらず、図1右側の温度分布に示すように、温度は上昇せず、逆に1000℃〜1200℃の領域が拡大する。結果として、充填層の焼結した領域の冷却遅れによる生産性の低下やカーボン燃焼の妨害による成品FeOの上昇に繋がる。
即ち、充填層の表面から吸引される水蒸気は、まず上側に位置する高温のFeO成分が燃焼している領域で下記式(1)に示す反応で燃焼したのち、下側に位置するカーボンが燃焼している領域へとH2になって移動する。
2FeO+H2O → Fe2O3+H2 …(1)
上記式(1)に示す反応は、わずかな発熱反応であるため、この反応によってFeO成分が燃焼している領域に温度変化を生じさせることは僅かしかない。しかし、下側に位置するカーボンが燃焼している領域へとH2を供給することになる。そして、供給されたH2は、カーボンが燃焼している領域に向かう間に、FeO成分が燃焼している領域とカーボンが燃焼している領域との間で、燃焼による発熱が起こってしまう(2H2+1/2O2→H2O)。そうすると、燃焼領域は高温とならずに、比較的低い温度が幅広い形で存在することになるため、燃焼温度の低下から、FeO成分の燃焼も抑制される結果となる。
On the other hand, in the middle stage of the sintering process and the later stage of the sintering process, the combustion heat generation positions of the carbon and the FeO component are in a state of being separated. For this reason, even if an attempt is made to suck water vapor together with air and promote the combustion reaction of the FeO component in this state, the combustion of the FeO component does not occur, and the temperature rises as shown in the temperature distribution on the right side of FIG. On the contrary, the region of 1000 ° C. to 1200 ° C. expands. As a result, this leads to a decrease in productivity due to a delay in cooling of the sintered region of the packed bed and an increase in the product FeO due to obstruction of carbon combustion.
That is, the water vapor sucked from the surface of the packed bed first burns by the reaction shown in the following formula (1) in the region where the high-temperature FeO component located on the upper side burns, and then the carbon located on the lower side burns. Move to the area where it is H 2 .
2FeO + H 2 O → Fe 2 O 3 + H 2 (1)
Since the reaction represented by the above formula (1) is a slight exothermic reaction, the reaction hardly causes a temperature change in the region where the FeO component is burning. However, H 2 is supplied to the region where the carbon located on the lower side is burning. The supplied H 2 generates heat due to combustion between the region where the FeO component is combusting and the region where the carbon is combusting while heading toward the region where the carbon is combusting ( 2H 2 + 1 / 2O 2 → H 2 O). If it does so, since a comparatively low temperature will exist in a wide form, without a high temperature in a combustion area | region, it will result in the combustion of a FeO component being suppressed from the fall of combustion temperature.
従って、焼結過程で空気とともに水蒸気を吸引させて、FeO成分を燃焼させるには、カーボン燃焼領域とFeO成分の燃焼領域との位置の乖離が少ない、初期段階(上層での燃焼)だけに限定する必要がある。この初期段階は、点火炉出側から20%以上30%以下の範囲内までのストランド位置が該当する。
なお、30%を超える位置から排鉱端までの場所での水蒸気の散布は、上述したようにFeO成分の酸化促進にはあまり効果的でなく、酸化ゾーンが広く分散拡大し、逆に焼結ケーキの冷却に時間を要する結果となり好ましくない。
なお、ストランドの全領域で水蒸気を散布した場合には、初期段階(上層での燃焼)では改善するものの、中期段階(中層での燃焼)や後期段階(下層での燃焼)では、悪影響が顕著になり、総合的には改善されない結果となる。
このうち、水蒸気散布は、焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の20%の範囲内で、実施することが好ましい。更に、点火炉出口側の26%の範囲内が特に好ましい。
Therefore, in order to cause the water vapor to be sucked together with air during the sintering process to burn the FeO component, the positional deviation between the carbon combustion region and the combustion region of the FeO component is small, and is limited to the initial stage (combustion in the upper layer). There is a need to. This initial stage corresponds to the strand position within the range of 20% to 30% from the ignition furnace exit side.
It should be noted that the spraying of water vapor from the position exceeding 30% to the end of the ore is not very effective in promoting the oxidation of the FeO component as described above, and the oxidation zone is widely dispersed and expanded, and conversely sintered. As a result, it takes time to cool the cake.
In addition, when water vapor is sprayed over the entire region of the strand, although it is improved in the initial stage (combustion in the upper layer), the adverse effect is significant in the intermediate stage (combustion in the middle layer) and late stage (combustion in the lower layer). As a result, the result is not improved overall.
Among these, it is preferable to carry out the steam spraying within the range of 20% on the ignition furnace outlet side from the ignition furnace outlet of the sintered strand to the end of the sintered strand. Furthermore, the range of 26% on the ignition furnace outlet side is particularly preferable.
なお、水蒸気の散布量は、5kg/原料乾量t以上18kg/原料乾量t以下が好ましい。5kg/原料乾量t未満ではFeO成分を十分に低減することができないおそれがある。他方、18kg/原料乾量tを超えると、FeO成分の酸化燃焼が活発化し過ぎてしまい、酸素濃度が低下する。このため、カーボン燃焼の妨害となり、逆に未燃焼カーボンや残留FeO成分が増加し焼結成品歩留が悪化するおそれがある。
水蒸気の散布は、上記範囲内において、連続的に実施してもよいし、間欠的に実施してもよい。
The amount of water vapor sprayed is preferably 5 kg / raw material dry amount t or more and 18 kg / raw material dry amount t or less. If it is less than 5 kg / raw material dry weight t, the FeO component may not be sufficiently reduced. On the other hand, if it exceeds 18 kg / raw material dry weight t, the oxidation combustion of the FeO component becomes too active, and the oxygen concentration decreases. For this reason, carbon combustion is obstructed, and conversely, unburned carbon and residual FeO components increase, and the sintered product yield may deteriorate.
The spraying of water vapor may be carried out continuously or intermittently within the above range.
このように、本実施形態の焼結鉱製造方法では、高FeO成分の配合原料から10質量%以下の低FeO成分と良歩留の焼結鉱を高生産率で製造することができる。 Thus, in the sintered ore manufacturing method of this embodiment, a low FeO component of 10 mass% or less and a high yield sintered ore can be manufactured at a high production rate from a blended raw material of a high FeO component.
次に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
(焼結原料)
実験に用いた焼結原料の配合比率を以下の表1に示す。配合1はFeO成分を10%以下とした原料である。配合2はスケールを多く配合し、FeO成分を10.5%とした原料である。配合3はマグネタイト系PFとスケールを配合し、FeO成分を10.5%とした原料である。配合4はマグネタイト系PFを配合し、FeO成分を13.0%とした原料である。配合5はマグネタイト系PFを配合し、FeO成分を17.20%とした原料である。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, this invention is not restrict | limited to the description content of these Examples at all.
(Sintering raw material)
The mixing ratio of the sintering raw materials used in the experiment is shown in Table 1 below.
(鍋試験装置)
鍋試験装置及び焼結実験手順を図2に示す。図2(A)は点火、図2(B)は水蒸気散布、図2(C)は水蒸気散布なし(空気吸引のみ)を示している。なお、鍋試験装置には、内径100mmで層高500mmの試験が可能な小型焼結鍋試験装置と、内径300mmで層高500mmの試験が可能な中型焼結鍋試験装置を用いた。
焼結鍋1は、筒状に形成され、その内底部には通気が可能なグレート2が設けられている。また、焼結鍋1の下部には吸引可能な風箱3が設置されている。この風箱3には、吸引したガスを排気する排ガス配管4が接続されている。なお、排ガス配管4には、吸引した焼結排ガスの温度を測定する図示しない温度センサーが設けられている。そして、焼結鍋1の内部に、配合原料を装入することで充填層5が形成される。なお、点火、水蒸気散布、水蒸気散布なしのいずれにおいても、風箱3により空気が吸引され、排ガス配管4から吸引したガスが排気される。
図2(A)に示すように、点火する際には、焼結鍋1の上部には点火バーナー6が設置される。また、水蒸気散布する際には、焼結鍋1の上部からは点火バーナー6が撤去され、代わりに、図2(B)に示すように、焼結鍋1の上部に水蒸気散布用フード7が設置される。水蒸気散布用フード7には、水蒸気を供給するための水蒸気供給管8と、空気を供給するための空気供給管9がそれぞれ接続されている。なお、水蒸気散布しないときには、図2(C)に示すように、焼結鍋1の上部には、点火バーナー6や水蒸気散布用フード7などは特に何も設置しない。
(Pot testing device)
The pot test apparatus and the sintering experiment procedure are shown in FIG. FIG. 2A shows ignition, FIG. 2B shows water vapor distribution, and FIG. 2C shows no water vapor distribution (only air suction). The pot test apparatus used was a small sintering pot testing apparatus capable of testing an inner diameter of 100 mm and a layer height of 500 mm, and a medium sintering pot testing apparatus capable of testing an inner diameter of 300 mm and a layer height of 500 mm.
The
As shown in FIG. 2A, an
(焼結実験手順)
図2(A)から図2(C)までは、焼結鍋試験装置を使用した焼結実験の手順を示している。
配合原料は、内径600mm、長さ800mmのバッチ式円筒型ドラムミキサーにより4分間混合し、水分を添加して4分間造粒した。
図2に示す焼結鍋1に、造粒した配合原料を7.1kg乾量(約500mm層厚)で装入し、焼結鍋1中に充填層5を形成した。
焼結鍋1への配合原料装入後は、図2(A)に示すように、焼結鍋1の上部に点火バーナー6を設置し、焼結鍋1の下部に設置された風箱3から10kPaで吸引しながら、充填層5の表面を点火バーナー6により1分間加熱した。
点火完了後は、図2(B)に示すように、焼結鍋1の上部から点火バーナー6を撤去し、直ちに水蒸気散布用フード7を設置した。そして、水蒸気供給管8から水蒸気を、空気供給管9から空気をそれぞれ水蒸気散布用フード7内に供給することで、充填層5の表面に水蒸気を散布し、充填層5の表面から、空気と水蒸気の混合ガスを所定の時間吸引させた。
水蒸気散布後は、図2(C)に示すように、水蒸気の供給を停止するとともに、焼結鍋1の上部から水蒸気散布用フード7を撤去し、風箱3による吸引によって、空気だけを吸引して焼結を実施した。
排ガス配管4に設置した図示しない温度センサーによる測定で、焼結排ガスの温度が最大を示した後は、その3分後に吸引を停止し、得られた焼結ケーキを自然放置で冷却した。
冷却後の焼結ケーキは図示しない落下試験装置に投入して、4回落下させて粉砕した後、粉砕物を5mm角の篩で分級し、5mm上を焼結鉱成品として成品歩留及びFeO成分値を評価した。
(Sintering experiment procedure)
2A to 2C show a procedure for a sintering experiment using a sintering pot test apparatus.
The blended raw materials were mixed for 4 minutes by a batch type cylindrical drum mixer having an inner diameter of 600 mm and a length of 800 mm, and water was added to granulate for 4 minutes.
The granulated blended raw material was charged into the
After charging the compounding raw material into the
After completion of the ignition, as shown in FIG. 2 (B), the
After spraying the steam, as shown in FIG. 2C, the supply of steam is stopped, the
After the maximum temperature of the sintered exhaust gas was measured by a temperature sensor (not shown) installed in the
The cooled sintered cake is put into a drop test apparatus (not shown), dropped four times and pulverized, and then the pulverized product is classified with a 5 mm square sieve, and the product yield and FeO as a sintered mineral product above 5 mm are classified. Ingredient values were evaluated.
<実施例1>
配合4の焼結原料と小型焼結鍋試験装置を用い、水蒸気散布の位置の違いによる効果を確認する実験を実施した。
焼結を、前期区間(点火完了後0.3分〜8分)、中期区間(点火完了後8分〜20分)及び後期区間(点火完了後20分〜30分)の3つの区間に分け、水蒸気を散布する区間を、上記3つの区間でそれぞれ行った。水蒸気散布量は、17kg/原料乾量tとした。また、併せて、水蒸気を散布する区間を設けない実験についても実施した。実験結果を図3に示す。
なお、水蒸気を散布する区間を中期区間とした場合には、図2(A)に示す点火、図2(C)に示す水蒸気散布なし、図2(B)に示す水蒸気散布、図2(C)に示す水蒸気散布なしの順に実施した。また、水蒸気を散布する区間を後期区間とした場合には、図2(A)に示す点火、図2(C)に示す水蒸気散布なし、図2(B)に示す水蒸気散布の順に実施した。水蒸気を散布する区間を設けない場合には、図2(A)に示す点火、図2(C)に示す水蒸気散布なしの順に実施した。
<Example 1>
Using the sintered raw material of
Sintering is divided into three sections: the first period (0.3 to 8 minutes after completion of ignition), the middle period (8 to 20 minutes after completion of ignition) and the second period (20 to 30 minutes after completion of ignition). The sections for spraying water vapor were performed in the above three sections. The amount of water vapor sprayed was 17 kg / raw material dry amount t. In addition, an experiment was conducted in which a section for spraying water vapor was not provided. The experimental results are shown in FIG.
In addition, when the area | region which distributes water vapor | steam is made into the middle period, ignition shown in FIG. 2 (A), no water vapor | steam dispersion | distribution shown in FIG. 2 (C), water vapor | steam dispersion | distribution shown in FIG. 2 (B), FIG. ) In the order without spraying water vapor. Moreover, when the area | region which distributes water vapor | steam was made into the latter period area, it implemented in order of the ignition shown in FIG. 2 (A), the water vapor | steam dispersion | distribution shown in FIG. 2 (C), and the water vapor | steam dispersion | distribution shown in FIG. In the case where a section for spraying water vapor was not provided, the firing was performed in the order of ignition shown in FIG. 2 (A) and steam spraying shown in FIG. 2 (C).
鍋試験は、商用のDL型焼結機のように、焼結パレットが連続移動するものではないが、JIS/ISO規格に制定されている焼結現象をシミュレートできる試験方法である。この場合、パレットに相当する鍋本体は移動しないが、下記の式(F1)を用いて、点火開始からの経過時間をストランド位置に換算することができる。
ストランド相対位置X(%)=点火開始からの経過時間t/焼結完了時間 …(F1)
The pan test is a test method capable of simulating the sintering phenomenon established in the JIS / ISO standard, although the sintering pallet does not move continuously like a commercial DL type sintering machine. In this case, the pan body corresponding to the pallet does not move, but the elapsed time from the start of ignition can be converted into the strand position using the following formula (F1).
Strand relative position X (%) = Elapsed time t from ignition start / Sintering completion time (F1)
焼結完了までの時間を34分間とした場合の、点火開始からの経過時間とストランドの相対位置を以下の表2に示す。
なお、下記表2に示すストランド相対位置は、点火開始からの経過時間における位置である。このため、点火完了後からの経過時間におけるストランド相対位置を求める場合には、下記の式(F1)から算出されるストランド相対位置から、経過時間が点火完了後におけるストランド相対位置を引く必要がある。
Table 2 below shows the elapsed time from the start of ignition and the relative position of the strand when the time until the completion of sintering is 34 minutes.
In addition, the strand relative position shown in following Table 2 is a position in the elapsed time from the ignition start. For this reason, when calculating | requiring the strand relative position in the elapsed time after completion of ignition, it is necessary to subtract the strand relative position after the completion of ignition from the strand relative position calculated from the following formula (F1). .
図3に示すように、水蒸気散布した全ての例で、水蒸気散布なしの例に比べてFeO成分量が低下した。また、水蒸気散布した例をそれぞれ比較すると、前期区間で水蒸気散布した例について、成品FeO量が大きく低減される結果が得られた。この結果から、水蒸気散布は、焼結の前期区間において実施することが最も効果的であることが確認された。 As shown in FIG. 3, the amount of FeO component decreased in all examples in which water vapor was sprayed, compared to the example in which water vapor was not sprayed. Moreover, when each example which sprayed water vapor | steam was compared, the result in which the amount of product FeO was reduced significantly about the example which water vapor sprinkled in the first term section was obtained. From this result, it was confirmed that the steam spraying is most effective when carried out in the first period of sintering.
<実施例2>
配合4の焼結原料と小型焼結鍋試験装置を用い、水蒸気を散布する焼結区間を前期区間(点火完了後0.3分〜8分)に限定し、水蒸気散布量の違いによる効果を確認する実験を実施した。水蒸気散布量を以下の表3に示す。また、実験結果を図4に示す。
<Example 2>
Using the sintering raw material of
図4に示すように、水蒸気散布量が18kg/原料乾量tを越えるあたりから、成品FeO量が上昇し、製品歩留まりが低下する結果となった。その理由としては、カーボンとFeO成分の双方を燃焼させる酸素濃度不足からか、双方の燃焼が不安定になった結果、未燃焼カーボンや残留FeO成分が増加したものと推察される。また、燃焼温度の低下によって成品歩留が低下するとともに、低FeO成分化への効果がなくなったものと推察される。 As shown in FIG. 4, the amount of product FeO increased and the product yield decreased since the amount of sprayed water exceeded 18 kg / raw material dry amount t. The reason is presumably that the unburned carbon and residual FeO components increased as a result of the instability of both combustions due to insufficient oxygen concentration to burn both carbon and FeO components. Further, it is presumed that the product yield is lowered due to the lowering of the combustion temperature, and the effect on the low FeO component is lost.
<実施例3>
配合1〜配合5の焼結原料と中型焼結鍋試験装置を用い、焼結原料の違いによる効果を確認する実験を実施した。水蒸気散布量を以下の表4に示す。実験結果を図5、図6及び図7に示す。
<Example 3>
Using the sintered raw materials of
図5に示すように、FeO成分が10質量%以上配合されている配合2〜配合5の焼結原料を使用した場合、得られる焼結鉱の成品FeO量は、水蒸気を散布しない焼結方法では、焼結原料に含有するFeO成分量に相応する結果となった。一方で、水蒸気の散布を実施した焼結方法では、成品FeO量を10質量%以下にすることができることが確認された。
また、図6及び図7に示すように、水蒸気の散布を実施することにより、成品歩留及び生産率の向上が確認できる。
なお、ヘマタイト系PFやスケールを多く配合した高FeO成分の配合原料(配合2)よりも、マグネタイト系PFを多く配合した高FeO成分の配合原料(配合3〜配合5)の方が微細多孔質鉱でFeO成分の燃焼が促進され、成品歩留が高く、望ましい様態であることがいえる。
As shown in FIG. 5, when using the sintering raw materials of the
Moreover, as shown in FIG.6 and FIG.7, the improvement of a product yield and a production rate can be confirmed by implementing water vapor | steam dispersion | distribution.
It should be noted that the high FeO component blending material (mixing 3 to blending 5) containing more magnetite PF is more porous than the high FeO component blending material (compounding 2) containing a lot of hematite PF and scale. It can be said that the combustion of the FeO component is promoted in the mineral, the product yield is high, and this is a desirable mode.
1…焼結鍋、2…グレート、3…風箱、4…排ガス配管、5…充填層、6…点火バーナー、7…水蒸気散布用フード、8…水蒸気供給管、9…空気供給管。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
充填層への表面点火後、焼結機の全ストランド長さに対し、焼結ストランドの点火炉出口から焼結ストランド末端までのうち、点火炉出口側の30%の範囲内のみで、前記充填層の表面に、5kg/配合原料t以上18kg/配合原料t以下の散布量で水蒸気を散布して焼結することを特徴とする焼結鉱製造方法。 A method for producing a sintered ore having a FeO component of 10.0% by mass or less using a blended raw material having a FeO component of 10.0% by mass or more,
After surface ignition to the packed bed, the filling is performed only within the range of 30% on the ignition furnace outlet side of the sintering strand from the ignition furnace outlet to the end of the sintered strand with respect to the total strand length of the sintering machine. A method for producing a sintered ore, characterized in that the surface of the layer is sintered by spraying water vapor at a spraying amount of 5 kg / mixed raw material t or more and 18 kg / mixed raw material t or less.
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