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JP7400759B2 - How to make briquettes - Google Patents
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Description

本発明は、製鉄プロセスで用いられる原料粉体とバインダーとを加熱混合して得られる混合物を加圧成型するブリケットの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing briquettes in which a mixture obtained by heating and mixing raw material powder and a binder used in a steel manufacturing process is pressure-molded.

製鉄プロセスにおいては、原料コストの低減、中間製品の品質向上、飛散防止による環境負荷低減を目的として様々な粉体原料をブリケット化し使用している。例えば、安価な低品位の鉄鉱石を破砕、選別して不純物を除去した後にブリケット化することで高品位原料として利用したり、粉状の石炭をブリケット化して成型炭とする、あるいは粉状の石炭と粉状の鉄鉱石をブリケット化してフェロコークスとするといったことも行われている。また、転炉への投入ダストをブリケット化することにより、ダストの飛散防止も行われている。 In the steelmaking process, various powdered raw materials are briquetted and used to reduce raw material costs, improve the quality of intermediate products, and reduce environmental impact by preventing scattering. For example, cheap, low-grade iron ore can be used as a high-grade raw material by crushing and sorting it to remove impurities and then briquetting it, briquetting powdered coal to make briquette coal, or briquetting powdered coal to make briquette coal. Ferrocoke is also produced by briquetting coal and powdered iron ore. In addition, scattering of dust is also prevented by briquetting the dust charged into the converter.

ブリケットは、破砕し粉末状にした原料粉体と、粉体同士を結合させる材料であるバインダー(「粘結材」ともいう。)とを混合した後、成型機で加圧成型することにより製造される。 Briquettes are manufactured by mixing raw material powder that has been crushed into powder and a binder (also called ``caking agent''), which is a material that binds the powder together, and then press-molding it with a molding machine. be done.

その際、ブリケットには、搬送中の粉化を抑止するために一定以上の強度が必要とされ、強度を向上させるために、例えば、特許文献1には、混合機内で十分原料粉体とバインダーを混合するとともに、バインダーの軟化点以上に混合物の温度を上昇させて成型する技術が提案されている。 At that time, the briquettes are required to have a certain level of strength or more in order to prevent powdering during transportation, and in order to improve the strength, for example, Patent Document 1 discloses that the raw material powder and binder are sufficiently mixed together in the mixer. A technology has been proposed in which the temperature of the mixture is raised above the softening point of the binder and molded.

しかしながら、十分な強度を持つブリケットを製造するためには、混合機内で原料とバインダーを十分混合した後、バインダーの軟化点温度以上まで加熱して得られた混合物を成型することが重要であるが、ブリケット強度に影響を与える因子は混合物の温度のみにならず、混合物の水分や粒度、混合機の羽根の回転数、形状などの種々の影響を受けるので、特許文献1のように、混合物の温度のみを管理したとしても、ブリケットの強度にバラツキが生じるという問題がある。また、ブリケット強度を確保するために混合機内での混合・加熱時間を長くしたとしても、バインダーの種類によっては、例えばデンプンのように、ある温度域以上では粘度が低下するバインダーもあり、混合・加熱時間の長時間化は、生産能力の低下に留まらず、ブリケット強度の低下をもたらすという問題がある。 However, in order to produce briquettes with sufficient strength, it is important to thoroughly mix the raw materials and binder in a mixer, then heat the mixture to a temperature above the softening point of the binder and mold the resulting mixture. The factors that affect the briquette strength are not only the temperature of the mixture, but also various factors such as the moisture content and particle size of the mixture, the rotation speed of the mixer blades, and the shape. Even if only the temperature is controlled, there is a problem in that the strength of the briquettes varies. Furthermore, even if the mixing and heating time in the mixer is increased to ensure the strength of the briquettes, some types of binder, such as starch, have a viscosity that decreases above a certain temperature range. Prolonging the heating time poses a problem in that it not only reduces production capacity but also causes a reduction in briquette strength.

特開2015-63581号公報JP2015-63581A

以上のように、原料粉体とバインダーとを混合し加熱して得られる混合物を成型する従来のブリケットの製造方法においては、加熱温度を管理してもブリケットの強度にバラツキが生じたり、十分な強度が得られないという問題があった。 As mentioned above, in the conventional briquette manufacturing method of mixing raw material powder and a binder and molding the resulting mixture, even if the heating temperature is controlled, the strength of the briquettes may vary or the strength may not be sufficient. There was a problem that strength could not be obtained.

そこで、本発明は、原料粉体とバインダーとを混合して、成型するブリケットの製造方法において、十分な強度を有し、かつ強度のバラツキが少ないブリケットを効率的に製造する方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for efficiently manufacturing briquettes that have sufficient strength and have little variation in strength, in a method for manufacturing briquettes in which raw material powder and a binder are mixed and molded. With the goal.

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討し、その結果、原料とバインダーの混合割合や混合物の温度、水分、粒度、粘性および流動性等を考慮し、ブリケットの強度確保および生産効率の観点から最適となる混合終了のタイミング、つまり、混合機からの排出タイミングを判断する技術が有効であることを見出した。特に、バインダーとしてデンプンを用いる場合には、デンプンの粘度が温度に大きく依存することから、ブリケットの強度が混合物の粘性、流動性に関係していることが判明し、それに基づき混合物の粘性、流動性を間接的に監視する効率的な方法を知見した。 The present inventors have made extensive studies to solve the above problems, and as a result, they have taken into account the mixing ratio of raw materials and binder, the temperature of the mixture, moisture content, particle size, viscosity, fluidity, etc., to ensure the strength of the briquettes. It has been found that a technique that determines the optimal timing for finishing mixing from the viewpoint of production efficiency, that is, the timing for discharging from the mixer, is effective. In particular, when starch is used as a binder, it has been found that the strength of the briquettes is related to the viscosity and fluidity of the mixture, since the viscosity of starch is largely dependent on temperature. We found an efficient method to indirectly monitor sex.

本発明は、以上の知見に基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。
〔1〕原料粉体とバインダーを、攪拌羽根を有する混合機により混合して成型するブリケットの製造方法であって、前記混合の間は加熱しながら前記攪拌羽根を回転駆動させ、該回転駆動の負荷の時間勾配(A/sec)を測定し、該測定された数値がしきい値以下となったとき、前記回転駆動を停止して混合物を排出し、該排出された混合物を成型してブリケットとすることを特徴とするブリケットの製造方法。
〔2〕〔1〕において、前記しきい値が0.1A/secであることを特徴とするブリケットの製造方法。
〔3〕〔1〕または〔2〕において、前記原料である粉体が石炭粉であることを特徴とするブリケットの製造方法。
〔4〕〔1〕ないし〔3〕のいずれか一つにおいて、前記バインダーがデンプンであることを特徴とするブリケットの製造方法。
The present invention was made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
[1] A method for producing briquettes in which a raw material powder and a binder are mixed and molded using a mixer having stirring blades, and during the mixing, the stirring blades are driven to rotate while heating. The time gradient (A/sec) of the load is measured, and when the measured value is below the threshold, the rotational drive is stopped, the mixture is discharged, and the discharged mixture is molded into briquettes. A method for producing briquettes, characterized by:
[2] The method for producing briquettes according to [1], wherein the threshold value is 0.1 A/sec.
[3] The method for producing briquettes according to [1] or [2], characterized in that the raw material powder is coal powder.
[4] The method for producing briquettes according to any one of [1] to [3], wherein the binder is starch.

本発明によれば、原料粉体とデンプンを混合して成型するブリケットを製造する場合に、混合機からの混合物の排出タイミングを最適化することで、ブリケットの強度が安定し、デンプンの使用量削減や加熱のためのユーティリティ(電気や蒸気等)の使用量を下げることができ、製造コストの低減が期待できる。また、原料粉体の水分や粒度、混合物の表面などを検知する装置(センサー等)も最小化することができ、設備コストの増大を抑止することができる。 According to the present invention, when manufacturing briquettes that are molded by mixing raw material powder and starch, by optimizing the timing of discharging the mixture from the mixer, the strength of the briquettes is stabilized and the amount of starch used is It is possible to reduce the amount of utilities (electricity, steam, etc.) used for heating and heating, and is expected to reduce manufacturing costs. Furthermore, devices (sensors, etc.) that detect the moisture content and particle size of the raw material powder, the surface of the mixture, etc. can be minimized, and an increase in equipment costs can be suppressed.

ヘンシェル型粉体混合機の一例を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a Henschel type powder mixer. 混合機の回転駆動の負荷および混合物の温度の推移を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the load of rotational drive of a mixer, and the transition of the temperature of a mixture.

本発明の実施形態について、以下にバインダーとしてデンプンを使用した製鉄プロセスで用いられる成型炭ブリケットの製造方法を例に説明するが、前述のように、成型炭ブリケットのみならず、鉱石粉ブリケット、鉱石粉と石炭粉の混合ブリケット、あるいは転炉投入ダストブリケットなどの製造方法にも適用することができる。 Embodiments of the present invention will be explained below using as an example a method for producing molded coal briquettes used in the iron manufacturing process using starch as a binder. It can also be applied to methods of manufacturing mixed briquettes of powder and coal powder, or dust briquettes fed into a converter.

本発明においては、製造するブリケットの用途に応じて、種々の原料粉体を使用することができる。コークス製造用の成型炭を製造する場合は、石炭を原料粉体とすればよい。高炉原料としてフェロコークスや炭材内装ペレット等を製造する場合は、鉄鉱石や石炭を原料粉体とすることができる。あるいは、製鋼プロセスでは熱源、鉄源として使用するためのブリケットを製造する際には、コークス粉、製鉄ダスト等を原料紛体とすることができる。従って原料紛体として石炭、鉄鉱石、製鉄ダスト、製鉄スラッジ等、用途に応じて、種々のものを使用することができる。 In the present invention, various raw material powders can be used depending on the use of the briquettes to be manufactured. When producing briquette coal for coke production, coal may be used as raw material powder. When producing ferro coke, carbonaceous interior pellets, etc. as a blast furnace raw material, iron ore or coal can be used as the raw material powder. Alternatively, when manufacturing briquettes for use as a heat source or iron source in the steelmaking process, coke powder, ironmaking dust, etc. can be used as the raw material powder. Therefore, various materials such as coal, iron ore, iron dust, iron sludge, etc. can be used as the raw material powder depending on the purpose.

[粉体の混合方法および混合機]
本発明の原料粉体の混合方法を、図1に示すような攪拌羽根2(「水平回転刃」ともいう。)を有するヘンシェル型と呼ばれる混合機1を使用した場合について説明する。ただし、本発明の実施に際しては、ヘンシェル型混合機ではなくとも、竪型パドル式などの粉体を回転させて混合するものであって、回転軸が縦軸(鉛直方向)で、蒸気による加熱をすることができればどのような混合機を用いても良い。
[Powder mixing method and mixer]
The method of mixing raw material powders of the present invention will be described using a Henschel type mixer 1 having stirring blades 2 (also referred to as "horizontal rotating blades") as shown in FIG. However, when implementing the present invention, it is not necessary to use a Henschel-type mixer, but a vertical paddle type or other device that rotates and mixes the powder, the axis of rotation is a vertical axis (vertical direction), and heating by steam is used. Any mixer can be used as long as it can do this.

図1では攪拌羽根2を上下方向に2段有する形態を示しているが、1段あるいは3段以上有する形態であってもよい。この攪拌羽根2は、2枚の羽根が回転軸3に対して相対する位置に取り付けられているが、羽根の枚数は特に制限はなく1枚あるいは3枚以上であっても良い。また、2枚羽根の強度を保つために、2枚の羽根の途中を円形状につないだ補助部材を取り付けても良い。そして、羽根の形状についても特に制限はなく、水平板形状、パドル形状、プロペラ形状などでも良い。回転刃の回転速度が小さすぎると、装入粉体全体を混合することができない。また、回転速度が大きすぎると、装入粉体が粉体混合機から飛び出してしまうこともある。したがって、攪拌羽根の先端部の周速が5~40m/s程度で混合攪拌することが好ましい。 Although FIG. 1 shows a configuration in which the stirring blades 2 are provided in two stages in the vertical direction, they may be provided in one or three or more stages. This stirring blade 2 has two blades attached to positions facing each other with respect to the rotating shaft 3, but the number of blades is not particularly limited and may be one or three or more. Further, in order to maintain the strength of the two blades, an auxiliary member may be attached that connects the two blades in the middle in a circular shape. There is no particular restriction on the shape of the blades, and the blades may have a horizontal plate shape, a paddle shape, a propeller shape, or the like. If the rotation speed of the rotary blade is too low, the entire charge powder cannot be mixed. Furthermore, if the rotational speed is too high, the charged powder may fly out of the powder mixer. Therefore, it is preferable to mix and stir at a peripheral speed of the tip of the stirring blade of about 5 to 40 m/s.

混合機1の内容積は、特に限定されるものではなく、75L程度の小型のものから4000L以上の大型のものなどがある。 The internal volume of the mixer 1 is not particularly limited, and may be as small as about 75L to as large as 4000L or more.

[粉体]
原料となる粉体としては、石炭粉、鉱石粉、その他転炉投入ダストなどの粉体が挙げられるが、製鉄プロセスの成型炭ブリケットの製造においては、石炭粉を用いるのが好ましい。石炭粉の粒径は、特に限定されないが、細かいものほどブリケットの強度が向上するので好ましく、10mm未満が90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましい。なお、粒径が10mm未満が90質量%未満の石炭粉を用いる場合には、粉砕するか、又は別の細かい粒度の石炭粉と混合して上記粒径範囲となるように調整してもよい。
[powder]
Examples of the raw material powder include coal powder, ore powder, and other powders such as converter dust, but it is preferable to use coal powder in the production of shaped coal briquettes in the steel manufacturing process. The particle size of the coal powder is not particularly limited, but the finer the particle size, the better the strength of the briquettes, so it is preferable, less than 10 mm is preferably 90% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more. In addition, when using coal powder with a particle size of less than 10 mm and less than 90% by mass, it may be pulverized or mixed with another finer particle size coal powder to adjust the particle size to the above particle size range. .

[バインダー]
粉体に混合するバインダーとしては、種々の粘結材を用いることができるが、本実施態様の成型炭ブリケットの製造方法に使用するバインダーとしては、デンプンを用いるのが好ましい。
[binder]
Although various caking agents can be used as the binder to be mixed with the powder, it is preferable to use starch as the binder used in the method for producing molded carbon briquettes of this embodiment.

デンプンの種類は、特に限定されず、タピオカ、じゃがいも、さつまいも、とうもろこし、米、小麦、豆類などの原料植物から製造されたデンプンが適宜使用でき、また、植物由来のデンプンを加工したデンプン誘導体や化学合成したデンプンなども使用することができる。これらのデンプンの中では、比較的糊化温度が低く、混合時に粘度が高いタピオカ由来のデンプンを用いるのが好ましい。なお、デンプンには、糊化(α化)した糊状のαデンプンとα化前のβデンプンとがあるが、前述したように、本発明においては、βデンプンを用いるのが好ましい。 The type of starch is not particularly limited, and starches manufactured from raw material plants such as tapioca, potatoes, sweet potatoes, corn, rice, wheat, and beans can be used as appropriate, and starch derivatives and chemical processed starches derived from plants can be used as appropriate. Synthesized starch can also be used. Among these starches, it is preferable to use tapioca-derived starch, which has a relatively low gelatinization temperature and a high viscosity during mixing. Note that starch includes alpha starch that is gelatinized (gelatinized) and beta starch before gelatinization, but as described above, it is preferable to use beta starch in the present invention.

[混合割合]
原料紛体とデンプンとの配合割合は、原料紛体の性状や製造するブリケットに要求される強度等により適宜決めることができる。例えば、コークス原料用成型炭を製造する場合は、原料紛体とデンプンの合計質量に対し、0.5~2.0質量%のデンプンを添加するのか好ましい。
[Mixing ratio]
The blending ratio of the raw material powder and starch can be appropriately determined depending on the properties of the raw material powder, the strength required of the briquettes to be produced, and the like. For example, when producing briquette coal for coke raw material, it is preferable to add 0.5 to 2.0% by mass of starch based on the total mass of raw material powder and starch.

[混合物の粘性とブリケット強度との関係]
次に、原料粉体とバインダーの混合割合や混合物の温度、水分、粒度、流動性等を考慮し、ブリケットの強度確保の観点から最適となる混合終了のタイミング、つまり、混合機からの排出タイミングを判断する方法を検討した。特に、バインダーとしてデンプンを用いる場合には、デンプンの粘度が温度に大きく依存することから、ブリケットの強度が混合物の粘性に関係していること、つまり、粘性が最も大きくなった、言い換えると、流動性が最も小さくなった混合物を成型して製造したブリケットが高強度で粉化し難いことが判明した。そこで、混合物の粘性が最大となる時に混合物の混合を終了する効率的な方法を見出したので、それについて説明する。
[Relationship between viscosity of mixture and briquette strength]
Next, considering the mixing ratio of the raw material powder and binder, the temperature, moisture content, particle size, fluidity, etc. of the mixture, we determine the optimal timing to finish mixing from the perspective of ensuring the strength of the briquettes, that is, the timing of discharge from the mixer. We considered a method for determining the Particularly when starch is used as a binder, the strength of the briquettes is related to the viscosity of the mixture, as the viscosity of starch is highly dependent on temperature. It was found that the briquettes produced by molding the mixture with the lowest hardness had high strength and were difficult to powder. Therefore, we have found an efficient method for terminating the mixing of the mixture when the viscosity of the mixture is at its maximum, which will be described below.

[混合終了確認方法]
前述したように、ブリケットの強度を高くするためには、原料粉体とバインダーの混合物が加熱混合されて、その粘性が最大となった時の混合物をブリケットとするのが好ましいことが分かったので、混合物の粘性(粘度)を知る必要がある。しかしながら、混合機内の混合物の粘度を混合中に測定することは、煩雑であるために、従来は別の指標で確認する方法が行われている。その方法は、デンプンの糊化する温度に基づいて定めた温度を目標温度として設定し、その混合物の温度を連続的に測定して、その目標温度に到達した時点で混合を終了するという方法である。ところが、混合物が目標温度に到達していても得られるブリケットの強度にはバラツキが生じ、高強度のブリケットが得られない場合があった。これは、混合物の温度は上昇していても粘性自体はそれほど上昇していない場合があるなどの理由が考えられ、温度による混合終了の確認方法は、十分な確認方法ではないことが分かった。
[How to confirm the completion of mixing]
As mentioned above, in order to increase the strength of briquettes, it was found that it is preferable to mix the raw material powder and binder under heat and make the mixture when the viscosity reaches its maximum to form briquettes. , it is necessary to know the viscosity (viscosity) of the mixture. However, since it is complicated to measure the viscosity of the mixture in the mixer during mixing, a method of checking using another index has conventionally been used. The method is to set a target temperature based on the gelatinization temperature of starch, continuously measure the temperature of the mixture, and stop mixing when the target temperature is reached. be. However, even if the mixture reaches the target temperature, the strength of the obtained briquettes varies, and high-strength briquettes may not be obtained. This may be due to the fact that even though the temperature of the mixture has increased, the viscosity itself may not have increased that much, and it has been found that checking the completion of mixing by temperature is not a sufficient method of checking.

そこで、混合物の粘性測定の代わりとなる新たな混合終了の確認方法について検討したところ、混合物を混合する攪拌羽根の回転駆動の負荷を測定する方法が効率的であることを見出した。すなわち、攪拌羽根の回転駆動の負荷は、電流値(A)となって現れるので、その電流値の変化する状態を示す回転駆動の負荷の時間勾配、つまり、時間当たりの回転駆動負荷(A/sec)を測定し、その数値に基づいて混合終了を確認する方法である。 Therefore, we investigated a new method for confirming the completion of mixing as an alternative to measuring the viscosity of the mixture, and found that an efficient method was to measure the load of the rotational drive of the stirring blade that mixes the mixture. In other words, since the load of the rotational drive of the stirring blade appears as a current value (A), the time gradient of the rotational drive load that indicates the state in which the current value changes, that is, the rotational drive load per hour (A/ sec) and confirm the completion of mixing based on the measured value.

上記の回転駆動の負荷の時間勾配を測定し、その測定した数値がしきい値以下になった時点で混合を終了するという方法である。このしきい値は、後述する実施例に記載した検討実験の結果によると、0.1A/secであることが好ましい。(より好ましくは、0~0.08A/secの範囲内にある値である。)なお、しきい値は、混合機の規模や原料粉体やバインダーの配合量、混合割合、その他混合の諸条件が異なることで変わる可能性はあるが、時間勾配という時間あたりの変化量を測定項目とすることで、条件が異なったとしても共通的な指標として用いることができる。 This is a method in which the time gradient of the load of the above-mentioned rotary drive is measured, and mixing is terminated when the measured value becomes equal to or less than a threshold value. This threshold value is preferably 0.1 A/sec, according to the results of a study experiment described in Examples described later. (More preferably, it is a value within the range of 0 to 0.08 A/sec.) The threshold value is determined by the scale of the mixer, the amount of raw material powder and binder, the mixing ratio, and other mixing factors. Although it may change depending on different conditions, by using the amount of change per time called time gradient as the measurement item, it can be used as a common index even if the conditions are different.

[混合物加熱方法]
原料紛体とデンプンの混合を開始してから、加熱しながら混合を行うと、駆動負荷の時間勾配の上昇の程度が大きくなり、早く横ばいとなるため、混合時間を低減することができ、ブリケット製造の生産性を向上することができる。
[Mixture heating method]
If the raw material powder and starch are mixed while heating after starting, the time gradient of the drive load will increase to a greater degree and level off quickly, which will reduce the mixing time and improve briquette production. productivity can be improved.

混合物を加熱する方法としては、混合粉体中に蒸気を吹き込む方法が好ましい。混合機の上方から蒸気配管を挿入して、蒸気配管先端の吐出口を混合粉体中に載置させて蒸気を吹き込む。 As a method of heating the mixture, a method of blowing steam into the mixed powder is preferred. A steam pipe is inserted from above the mixer, the discharge port at the tip of the steam pipe is placed in the mixed powder, and steam is blown into the mixer.

混合攪拌時の蒸気吹き込み後の混合物の温度は、バインダーとして用いるデンプンの糊化温度以上であることが好ましい。この糊化温度は、デンプンの種類によって異なっているので、使用するデンプンに応じて蒸気吹き込み後の混合物の温度を調整すればよい。例えば、タピオカ由来のデンプンを用いる場合には、その糊化温度は、58.5~70.0℃であるので、蒸気吹き込み後の混合物の温度は、70.0~95.0℃とするのが好ましい。より好ましくは、70.0~80.0℃である。同様に、じゃがいも由来のデンプンを用いた場合には、その糊化温度が56.0~66.0℃であるので、蒸気吹き込み後の混合物の温度は、66.0~95.0℃とするのが好ましい。より好ましくは、66.0~80.0℃である。 The temperature of the mixture after steam injection during mixing and stirring is preferably higher than the gelatinization temperature of the starch used as the binder. Since this gelatinization temperature differs depending on the type of starch, the temperature of the mixture after steam injection may be adjusted depending on the starch used. For example, when starch derived from tapioca is used, its gelatinization temperature is 58.5 to 70.0°C, so the temperature of the mixture after steam injection should be 70.0 to 95.0°C. is preferred. More preferably, the temperature is 70.0 to 80.0°C. Similarly, when starch derived from potatoes is used, its gelatinization temperature is 56.0 to 66.0°C, so the temperature of the mixture after steam injection is 66.0 to 95.0°C. is preferable. More preferably, the temperature is 66.0 to 80.0°C.

混合物の温度を制御するのは、混合粉体中に吹き込む蒸気の温度を調整することで達成できる。その蒸気の温度調整は、蒸気の流量調整や常温の水を混合させて行う方法などがある。 Controlling the temperature of the mixture can be achieved by adjusting the temperature of the steam blown into the mixed powder. The temperature of the steam can be adjusted by adjusting the flow rate of the steam or by mixing water at room temperature.

[蒸気吹き込み時間(混合時間)]
蒸気吹き込みを行う混合攪拌時間は、粉体やバインダーの種類により適宜調整すればよいが、デンプンを用いた場合には、糊化して粉体と均一に混合した状態となるための時間が必要であり、例えば、前述の成型炭プロセスの場合の加熱時間は、60秒以上が好ましく、120秒以上がより好ましい。
[Steam blowing time (mixing time)]
The mixing and stirring time for steam blowing can be adjusted as appropriate depending on the type of powder and binder, but when starch is used, time is required for it to gelatinize and become uniformly mixed with the powder. For example, the heating time in the above-mentioned briquette process is preferably 60 seconds or more, more preferably 120 seconds or more.

さらに、蒸気吹き込み混合を行う前の未加熱状態での混合時間は、同様に、粉体やバインダーの種類により適宜調整すれば良いが、例えば、前述の成型炭ブリケットの製造プロセスで用いる場合の未加熱状態での混合を行う時間は、15秒以上程度でよい。 Furthermore, the mixing time in an unheated state before steam blowing mixing may be adjusted appropriately depending on the type of powder and binder. The time for mixing in a heated state may be about 15 seconds or more.

[成型方法」
前述の混合方法によって得られた混合物を、ブリケット成型装置に装入して加圧成型することにより、成型炭のブリケットが得られる。この成型方法は、特に限定されず、また、ブリケット成型装置としては、ロール圧縮、転動、押出方式のいずれの成型機を用いてもよい。特に、ブリケット内部まで均一に加圧できるロール表面に凹部を設けたダブルロール成型機を用いるのが好ましい。なお、本実施態様においては、成型炭ブリケットを例に説明したが、製鉄プロセスにおけるその他のブリケット(鉱石粉ブリケットや転炉投入ダストブリケットなど)にも適用することができる。
[Molding method]
Molded coal briquettes are obtained by charging the mixture obtained by the above-described mixing method into a briquette molding device and molding it under pressure. This molding method is not particularly limited, and any molding machine of roll compression, rolling, or extrusion type may be used as the briquette molding device. In particular, it is preferable to use a double roll molding machine that has recesses on the roll surface that can uniformly apply pressure to the inside of the briquettes. In addition, in this embodiment, although the molded coal briquette was explained as an example, it can also be applied to other briquettes (ore powder briquettes, converter input dust briquettes, etc.) in the steel manufacturing process.

以下、実施例として、前述の新しい混合終了確認方法を見出した根拠となる攪拌羽根の回転駆動の負荷の変化と従来の温度変化の比較を行った検討実験について説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, as an example, a study experiment will be described in which a change in the load of the rotary drive of the stirring blade was compared with a conventional temperature change, which is the basis for discovering the above-mentioned new method for confirming the completion of mixing. The present invention is not limited to this embodiment.

本実験では、原料粉体として、その粒径が10mm未満の大きさが95質量%で、その他5質量%は10mm以上20mm未満である石炭粉(配合炭)を使用し、バインダーとして、タピオカ由来のβデンプンを合計1質量%使用した。このタピオカ由来のβデンプンは、約75℃において最高粘度を示すデンプンである。 In this experiment, coal powder (coal blend) in which 95% by mass of the particle size is less than 10 mm and the other 5% by mass is 10 mm or more and less than 20 mm was used as the raw material powder, and the binder was derived from tapioca. A total of 1% by mass of β starch was used. This tapioca-derived beta starch is a starch that exhibits the highest viscosity at about 75°C.

上記の原料粉体(石炭粉)とバインダー(βデンプン)を、図1に示すヘンシェル型混合機を用い、未加熱状態で混合を行った後、蒸気を吹き込みながら加熱混合した。混合物の温度は、混合機内に設置した熱電対により測定し、攪拌羽根の回転駆動の負荷を示す電流値も測定した。 The above raw material powder (coal powder) and binder (β starch) were mixed in an unheated state using a Henschel type mixer shown in FIG. 1, and then heated and mixed while blowing steam. The temperature of the mixture was measured with a thermocouple installed in the mixer, and the current value indicating the load of rotational drive of the stirring blade was also measured.

ブリケット強度(%)は、混合を終了して排出した混合物に加圧ロール式成型機で圧縮力を作用させて、46mm×46mm×38mmのマセックタイプの成型炭ブリケットに成型し、2時間自然養生した後のブリケット10個を、2mの高さから3回落下させ、落下させたブリケットの質量に対する15mm以上の塊の質量の割合(%)をブリケットの落下強度(%)として求めた。 Briquette strength (%) is determined by applying compressive force to the mixture discharged after mixing using a pressurized roll-forming machine, forming it into a Masek-type molded coal briquette of 46 mm x 46 mm x 38 mm, and leaving it for 2 hours in a natural environment. Ten briquettes after curing were dropped three times from a height of 2 m, and the ratio (%) of the mass of lumps of 15 mm or more to the mass of the dropped briquettes was determined as the falling strength (%) of the briquettes.

上記の実験結果を図2に示す。この図で、実線は、混合する経過時間とともに推移する混合機の回転駆動の負荷を電流値(左側の縦軸)で測定した値を示している。この曲線は、当初時間とともに回転駆動の負荷が上昇していくが、120sec経過すると負荷の上昇が飽和する。また、点線は、同時に測定した混合物の温度(右側の縦軸)の推移である。ここで、横軸上にある(イ)、(ロ)、(ハ)の3つの時点で混合を終了してブリケット強度を調べたところ、(イ)の80sec経過時点では、駆動負荷の電流値が上昇途中であり、得られたブリケットの強度は80%程度でまだ高いとは言えなかった。しかし、(ロ)の120sec経過時点では、電流値の上昇が止まり横ばい状態になったところであり、ブリケットの強度は95%と高強度であった。さらに(ハ)の170sec経過時点では、電流値が横ばい状態で推移しており、ブリケットの強度は(ロ)と同等の95%で高いものであった。 The above experimental results are shown in FIG. In this figure, the solid line indicates the current value (vertical axis on the left) of the load on the rotary drive of the mixer that changes with the elapsed mixing time. In this curve, the load of the rotary drive initially increases with time, but the increase in load reaches saturation after 120 seconds have elapsed. Moreover, the dotted line is the change in temperature of the mixture (vertical axis on the right) measured at the same time. Here, when we finished mixing at three points (a), (b), and (c) on the horizontal axis and examined the briquette strength, we found that at the point in time (a) when 80 seconds had elapsed, the current value of the driving load was still rising, and the strength of the obtained briquettes was about 80%, which could not be said to be high. However, at the time of 120 seconds in (b), the current value stopped increasing and leveled off, and the strength of the briquettes was as high as 95%. Further, at the time of 170 seconds in (c), the current value remained unchanged, and the strength of the briquettes was high at 95%, which is the same as in (b).

これに対し、点線で示す温度変化を見ると、(ハ)の時点で目標とする75℃に到達している。つまり、実質的には、目標温度到達前の時点(ロに相当)で、既に強度は十分出ることが見込まれる混合物になっているにもかかわらず、蒸気加熱混合を継続していることになる。以上のことから、電流値が横ばい状態に移る時点(ロ)で混合を終了する方法が、混合時間が短縮でき、使用する蒸気量も削減できるという効果が得られることが分かった。 On the other hand, looking at the temperature change shown by the dotted line, the target temperature of 75° C. was reached at point (c). In other words, even though the mixture is expected to have sufficient strength even before the target temperature is reached (corresponding to point B), steam heating and mixing is still being continued. . From the above, it has been found that the method of terminating the mixing at the point when the current value levels off (b) is effective in shortening the mixing time and reducing the amount of steam used.

そして、その横ばい状態(ロ)を知る方法として、時間あたりの負荷(電流値)である上記曲線の負荷の時間勾配を求めて、その時間勾配が、特定の値以下になった時点とするのが好ましいことを見出した。この値をしきい値として規定し、0.1A/secであるとした。 A way to know when the leveling off (b) is to find the time gradient of the load on the above curve, which is the load per hour (current value), and to determine the time when the time gradient becomes less than a specific value. was found to be preferable. This value was defined as a threshold value and was set to be 0.1 A/sec.

曲線の形状は、混合機の規模や原料粉体やバインダーの配合量、混合割合、その他混合の諸条件が異なることで変動するが、時間勾配という時間あたりの変化量を規定することで、条件が異なったとしても共通的な指標として用いることができる。 The shape of the curve varies depending on the size of the mixer, the amount of raw material powder and binder, the mixing ratio, and other mixing conditions, but by specifying the amount of change per time called the time gradient, it is possible to change the shape of the curve. Even if they are different, they can be used as a common index.

以上のことから、混合終了確認の方法が、温度による方法に比べて回転駆動負荷の時間勾配による方法は、混合時間や蒸気量の削減ができる効率的な確認方法であり、また、ブリケット強度のバラツキの少ない高強度のブリケットが得られるという優れた効果を奏することも分かった。さらに、混合物の温度は、バインダーの粘度発現という観点から非常に重要な因子ではあるが、それ以上に混合時の回転駆動の負荷を管理することで、混合物の水分や粒度、混合機の回転数や羽根形状など様々な外乱を考慮した最適な排出タイミングを判断することができる。 Based on the above, compared to the method based on temperature, the method of confirming the completion of mixing using the time gradient of the rotary drive load is a more efficient method of confirming the completion of mixing because it can reduce the mixing time and amount of steam. It was also found that this method has the excellent effect of producing high-strength briquettes with little variation. Furthermore, although the temperature of the mixture is a very important factor from the perspective of developing the viscosity of the binder, it is even more important to control the load on the rotational drive during mixing to control the moisture content and particle size of the mixture, as well as the rotational speed of the mixer. The optimal discharge timing can be determined by considering various disturbances such as the shape of the blades and the shape of the blades.

1 混合機
2 攪拌羽根
3 回転軸
4 原料粉体装入口
5 蒸気配管
6 蒸気配管の吐出口
7 蒸気配管挿入口
S 蒸気
1 Mixer 2 Stirring blade 3 Rotating shaft 4 Raw material powder charging port 5 Steam pipe 6 Steam pipe discharge port 7 Steam pipe insertion port S Steam

Claims (3)

石炭粉デンプンを、攪拌羽根を有する混合機により混合して成型するブリケットの製造方法であって、前記混合の間は蒸気吹き込みにより加熱しながら前記攪拌羽根を回転駆動させ、該回転駆動の負荷の時間勾配(A/sec)を測定し、該測定された数値が0.1A/sec以下となったとき、前記回転駆動を停止して混合物を排出し、該排出された混合物を成型してブリケットとすることを特徴とするブリケットの製造方法。 A method for producing briquettes in which coal powder and starch are mixed and molded using a mixer having stirring blades, wherein during the mixing, the stirring blades are driven to rotate while being heated by steam blowing , and the load of the rotational drive is reduced. When the time gradient (A/ sec ) of A method for producing briquettes, characterized by forming briquettes. 前記混合時の蒸気吹き込み後の混合物の温度が、前記デンプンの糊化温度以上であることを特徴とする請求項1に記載のブリケットの製造方法。 The method for producing briquettes according to claim 1 , wherein the temperature of the mixture after steam blowing during the mixing is higher than the gelatinization temperature of the starch . 前記蒸気吹き込みを行う混合攪拌時間は、60秒以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のブリケットの製造方法。
The method for producing briquettes according to claim 1 or 2 , wherein the mixing and stirring time for performing the steam blowing is 60 seconds or more .
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001259598A (en) 2000-03-22 2001-09-25 Mitsui Mining Co Ltd Agglomerated product of fine powdery waste, method for producing the same, and method for using the same
CN101275091A (en) 2007-03-27 2008-10-01 上海宝田新型建材有限公司 Molded coal for smelting reduction iron-smelting process and manufacturing method thereof
JP2020169288A (en) 2019-04-04 2020-10-15 Jfeスチール株式会社 Method of producing formed coal

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5235713A (en) * 1975-09-17 1977-03-18 Daiichi Nenryo Kogyo Kk Process for producin carbonizing material for steel manufacture
JPS6215294A (en) * 1985-07-12 1987-01-23 Sintokogio Ltd Solidification of powdery solid fuel
JPH0457890A (en) * 1990-06-27 1992-02-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Apparatus for producing coal-water slurry
JP2925075B2 (en) * 1996-12-06 1999-07-26 川崎重工業株式会社 Automatic water injection control system for combustion ash kneader

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001259598A (en) 2000-03-22 2001-09-25 Mitsui Mining Co Ltd Agglomerated product of fine powdery waste, method for producing the same, and method for using the same
CN101275091A (en) 2007-03-27 2008-10-01 上海宝田新型建材有限公司 Molded coal for smelting reduction iron-smelting process and manufacturing method thereof
JP2020169288A (en) 2019-04-04 2020-10-15 Jfeスチール株式会社 Method of producing formed coal

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