JPS5943533B2 - 焼結鉱の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は焼結過程における実焼結時間の短縮を可能なら
しめた焼結鉱の製造方法に関するものである。

一般に焼結鉱は各種焼結原料を所要の割合で均質に混合
し、これに水、温水、或いは擬似粒化剤（バインダー）
を加えてドラム、ミキサー等で混練、造粒化し、擬似粒
子を粗大化した後、これを焼結機に装入し、焼結機で点
火して焼結反応を行なわしめ、焼結を完了すると、これ
を破砕し冷却して製造されている。

ところで焼結鉱の生産率は−に実焼結時間の短縮にかか
つていると言っても過言ではなく、実焼結時間の短縮の
ため通気性の改善等様々の方法が試みられており、上述
した如く焼結原料を混練、造粒化し擬似粒子の粗大化を
図るのも通気性改善方法の一つである。

しかし擬似粒子を十分に粗大化するには単一のドラムミ
キサでは不足で、複数のドラムミキサを必要とし、設備
費が高く、その上たとえ粒子の粗大化を図っても焼結過
程で崩壊されることが多く、通気が阻害されて十分な焼
結時間の短縮を図り得なかった。

焼結過程において擬似粒子が崩壊するのは次のような理
由による。

一般に擬似粒子の粗大化が図られた焼結原料は例えばド
ワイト・ロイド焼結機にあってはそのパレット上に順次
所要高さに装入充填された後、その表面に点火され、同
時にパレット移動域下に配した風箱がら空気を吸引する
ことにより、空気をパレット上の焼結充填層表面から下
方に吹抜けさせ、焼結充填層をその表面から順次下方に
焼結せしめてゆくが、この焼結過程において、焼結充填
層内にはその表面側から下方に向けて第８図に示す如く
、焼結帯Ａ、乾燥帯Ｂ、水分凝縮帯Ｃ及び初期焼結原料
帯りが形成される。

焼結帯Ａは既に焼結を完了した領域であり、また乾燥帯
Ｂは焼結帯Ａを経て下方に通流せしめられる高温排ガス
により加熱されて脱水されつつある領域であり、更に水
分凝縮帯Ｃは乾燥帯Ｂにて水分を含んだ排ガスが冷却さ
れ、水分が凝縮する領域であり、そして初期焼結原料帯
りは未だ装入充填されたままの焼結原料領域である。

第８図は焼結充填層表面に点火した後、４５秒経過した
時点における焼結充填層断面の水分分布を示すグラフで
あって、横軸に水分を、縦軸に焼結原料高さをとって示
してあり、グラフ中りは焼結充填層表面を示している。

このグラフから明らかな如く、初期水分が５．８％であ
った焼結原料は焼結帯Ａにおいては水分が零に、また乾
燥帯Ｂでは下部から上方に向うに従って水分が急速に低
減され、更に初期焼結原料帯りでは水分が変化しないに
もかかわらず、水分凝縮帯Ｃにおいては水分が初期水分
よりも２％前後増加していることが解る。

この水分凝縮帯Ｃでの水分の増加が擬似粒子を過剰水分
状態に至らしめ、崩壊、流動化し擬似粒子間の間隙を閉
塞し、通気性を阻害する結果となるのである。

ちなみに各領域での通気抵抗係数（１０３ｍ−１）の一
例を示すと下記の通りであり、水分凝縮帯Ｃにおける抵
抗が著しく大きくなっていることが解る。

焼結帯Ａ ：２３．２０乾燥帯Ｂ ：５７．７７
水分凝縮帯Ｃ： ７８．２８初期焼結原料帯Ｄ：２３．
２０この対策として焼結原料の混線工程において水、温
水量を減少する方法、或いは粗粒化した焼結原料を焼結
機のパレット上に装入した後、点火を行うに先立って３
００°Ｃ前後の排ガスを１０〜３０秒間通流して予熱乾
燥した後、点火、焼結を行う方法（特開昭５５−７３８
３４号）等が提案されている。

しかし前者にあっては十分な粗粒化を行うことが出来ず
、また粗粒の強度が低く直ぐ崩壊するなどの欠点があり
、また後者にあっては予熱乾燥によりたしかに焼結過程
での擬似粒子の崩壊が少なく、それだけ通気性が改善さ
れ、実焼結時間が短縮される効果は認められる反面、こ
の予熱乾燥を焼結機のパレット上において行うこととし
ているため、焼結のためのパレット有効面積が減少し、
結果的に生産率は殆んど変らないのが現状である。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは焼結原料を混練して擬似粒子を粗大
化し、これを乾燥水分除去率が４０係以下となるよう乾
燥した後、焼結機に装入することによって、焼結鉱生産
率及び品質の大幅な向上を図れ、また焼結過程でのＮＯ
ｘ発生量の低減も達成し得るようにした焼結鉱の製造方
法を提供するにある。

以下本発明を図面に基き具体的に説面する第１図は本発
明方法に係る焼結鉱の製造方法（以下本発明方法という
）を工程順に示すブロック図、第２図は焼結原料の乾燥
及び装入工程を示す模式図であり、図中１は焼結原料の
計量・切出工程、２は焼結原料の混合工程、３は水、温
水、或いは擬似粒化剤を添加してその混線、擬似粒子の
粗粒化を行う造粒工程、４は乾燥工程、５は焼結機への
装入工程、６は焼結工程を示している。

先ず各種焼結原料は夫々予め設定された配合比に合せて
計量され、切出され（計量・切出工程１）、バッグミル
等にて均質に混合しく混合工程２）、混合した焼結原料
をドラムミキサにて水、温水、或いは擬似粒化剤のもと
で混練し、造粒化して擬似粒子を粗大化する（造粒工程
３）。

擬似粒子に対する擬似粒子の粗大化の程度は粒子として
の十分な強度を維持出来、しかも十分な通風機能が得ら
れるよう適宜に設定する。

擬似粒子の粗大化を行った焼結原料は第２図に示す如く
サージホッパ４１に導入し、サージホッパ４１から焼結
機４２のパレット４２ａ上に供給されてゆくこととなる
が、これに先立ってサージホッパ４１内にて焼結原料の
乾燥を行う（乾燥工程４）。

サージホッパ４１は焼結機４２における一端、即ち給鉱
端の上方であって、床敷ホッパ４３の直ぐ下流側に位置
させて併設されており、その給送口にはロールフィーダ
４１ａ及びこれから切り出された焼結原料をパレツ）４
２ａ上に導くディフレクタプレート４１ｂが配設されて
いる。

床敷ホッパ４３には床敷鉱が、またサージホッパ４１内
には前述した焼結原料が供給されており、床敷ホッパ４
３から床敷鉱が供給され、この上に所要高さにわたって
サージホッパ４１から焼結原料が供給されることとなる
。

ところでこのサージホッパ４１内には送出口の上方に全
体がジヨウ口の頭部状をなし、上面に多数の噴射孔４１
Ｃを開口させた熱風の吹出ノズル４１ｄが配設されてい
る。

吹出ノズル４１ｄにはサージホッパ４１の周壁を貫通せ
しめた熱風供給管４１ｅの一端が連結され、その他端は
途中にブロワ４１ｆを介在せしめて焼結機４２の風箱４
５に連らなる排風ダクト４５ａに連結されている。

排風ダク）４５ａには各風箱４５を通じて吸引回収した
焼結排ガス（８０〜１２０℃程度）が通流しており、こ
れがブロワ４１ｆ、熱風供給管４１ｅを通じて吹出ノズ
ル４１ｄの噴射孔４１ｃからサージホッパ４１内に上方
に向は噴き出されるようになっている。

サージホッパ４１内に吹き出された排ガスは焼結原料の
擬似粒子間に形成されている隙間を通じて上方に通流さ
れる。

これによって焼結原料は下式で定義される乾燥水分除去
率−が４０％以下になる迄乾燥される。

乾燥水分除去率（イ）を４０係以下とするのは４０係を
超えると擬似粒子強度が急激に低下（第４図参照）して
焼結過程での水分凝縮帯で擬似粒子の崩壊を生じ易く、
また焼結鉱生産率の増減率も低下しく第５図参照）、還
元粉化率が増大しく第６図参照）、更に焼結過程でのＮ
Ｏｘ発生量が急増（第７図参照）することになる。

なお上記擬似粒子強度（イ）は５〜２ｍｍの擬似粒子２
００ｇと、これを１ｍの高さから厚さ１０ｍｍの鉄板上
に１０回落下させた後における５〜２ｍｍの擬似粒子重
量（ｇ）との百分率により与える。

焼結機４２のパレッ）４２ａは駆動スプロケット４２ｄ
と図示しない遊動スプロケットとの間を白抜矢符方向に
周回回動せしめられるよう構成されており、このパレツ
）４２ａの移動域上方には前記サージホッパ４１の下流
側に位置して点火炉４４が、また下方には前記点火炉４
４と対向する位置から図示しない排出端近傍にわたって
風箱４５が連設配置され、図示しないフ七ワにて風を吸
引し、焼結充填層表面から、下方に風を吹き抜けさせ、
点火炉にて焼結庫料をその表面から順次下方に焼結せし
めてゆくようにしである。

第３図は造粒後の原料水分５．７係のものを乾燥水分除
去率２５％とした原料の焼結充填層表面に点火後、６０
秒経過した時点での焼結充填層断面における水分（イ）
の測定結果を示すグラフであって、横軸に水分（イ）を
、縦軸に焼結充填層の高さくｍｍ）をとって示しており
、グラフ中人は焼結帯、Ｂは乾燥帯、Ｃは水分凝縮帯、
Ｄは初期焼結原料帯を示している。

このグラフと第８図に示す従来方法による場合のグラフ
とを比較すれば明らかな如く、水分凝縮帯Ｃにおける水
分が従来方法によった場合には８係近くになるのに対し
、本発明方法に依った場合には４．５係程度であり、水
分凝縮帯Ｃでの水分が著しく低減せしめられており、そ
れだけ水分凝縮帯Ｃにおいての擬似粒子の崩壊、流動化
が抑制されるであろうことが容易に推測し得る。

次に本発明方法に依る場合の各種試験結果について説明
する。

試験においては表１に示す如き３種類の配合割合をもつ
供試材ｔ、ｎ、ｍを用い、これに粉コークスを３．７５
％添加し、混練に際しては供試材■には水５，０％、供
試材Ｈには水５．５係、供試材■には水６．０％を加え
、夫々コンクリートミキサ（内径６００ｍｍ、長さ６０
０ｍｍ）に入れて２４ｒ、ｐ、ｍで駆動し、４分間混練
粒造化を行い夫々表２に示す如き粒度分布を有する供試
材■（粗粒原料）、供試材■（通常原料）、供試材■（
細粒原料）を得た。

次にこれを略１０５°Ｃに維持した乾燥機にて種々の乾
燥水分除去率（イ）を設定し、これを焼結試験鍋（頂部
内径３００ｍｍ、底部内径２８０ｍｍ、高さ４００７ｎ
りにて点火焼結した。

結果は第４〜７図に示す通りである。

第４図は擬似粒子強度と乾燥水分除去率との関係を示す
グラフであって、横軸に乾燥水分除去率（イ）を、縦軸
に擬似粒子強度（イ）をとって示してあり、グラフ中■
は供試材■、■は供試材■、■は供試材■の結果を示し
ている。

このグラフから明らかな如く、供試材１．ＩＩ、Ｈのい
ずれの場合も、乾燥工程における乾燥水分除去率（イ）
が４０％を越えると擬似粒子強度が急速に低下するが、
本発明方法にあっては乾燥水分除去率（イ）を４０％以
下に設定されているため、擬似粒子強度が大きく、焼結
過程での粒子の崩壊を防止し得ることが推測し得る。

第５図は焼結鉱の生産率と乾燥水分除去率との関係を示
すグラフであって、横軸に乾燥水分除去率（イ）を、縦
軸に生産率の増減率（乾燥水分除去率０チのときの生産
率を１００とする）をとって示してあり、グラフ中１．
ｎ、ＩＩＩは夫々供試材Ｉ。

■、■の結果を示している。

このグラフから明らかな如く、供試材１．ｎ、ＩＩＩの
いずれも乾燥水分除去率が２０％近傍で生産率が最も高
くなり、供試材■では４０係、供試材１では６０％を越
えると急激に低下するが、本発明方法にあっては乾燥水
分除去率を４０係以下に設定しであるため、生産率の大
幅な向上が可能となっている。

また供試材１．ｎ、ＩＩＩ相互の比較では粗粒化の程度
が大きい程生産率も高くなっている。

第６図は焼結鉱品質の指標として重視される還元粉化率
と乾燥水分除去率との関係を示すグラフであって、横軸
に乾燥水分除去率を、縦軸に還元粉化率をとって示して
おり、グラフ中１．ＩＩ、ＩＩＩは夫々供試材１．ｎ、
Ｈの結果を示している。

このグラフから明らかな如く、供試材１．ＩＩにあって
は乾燥水分除去率が８０係を、また供試材■にあっては
６０％を越えると急速に低下するが、本発明方法にあっ
ては乾燥水分除去率を４０係以下に設定することとして
いるから、還元粉化率の大幅な向上も図れることが解る
。

また供試材１ 、 ＩＩ。■相互の比較においては原料
粒度が中程度である供試材■において乾燥水分除去率（
イ）の効果が最も大きいことが解る。

第７図は焼結過程で生ずるＮＯｘ発生量と乾燥水分除去
率との関係を示すグラフであり、横軸に乾燥水分除去率
（イ）を、才た縦軸にＮＯｘ発生量の増減率（乾燥水分
除去率ｏ％のときの増減率を１ｏｏ％とする）をとって
示してあり、グラフ中１、ｎ、１１１は夫々供試材１．
ＩＩ、ＩＩＩについての結果を示している。

このグラフから明らかな如く、供給材１．ＩＩ、ＩＩＩ
のいずれもが、乾燥水分除去率２０係前後において最低
値を示しており、また７０〜９０係を越えると従来より
もＮＯｘ発生量が大きくなるが、本発明方法にあっては
乾燥水分除去率を４０係以下に設定しているため、ＮＯ
ｘ発生量の大幅な低減が可能となっている。

供試材１、ｎ、ＩＩＩ相互の比較においては原料粒度が
小さい程ＮＯｘ発生量が少なくなっている。

なお上述の実施例においては造粒化した後の焼結原料を
焼結機に供給するためのサージホッパ４１を利用して乾
燥を行う構成を示したが、何らこれに限るものではなく
、例えば別に乾燥機を設置し、焼結原料をこの乾燥機に
よって所要の乾燥水分率（イ）となるよう乾燥した後、
サージホッパ４１に導入することとしてもよい。

また乾燥のための熱源として実施例では焼結排ガスを利
用する構成につき説明したが、各種の炉の排ガスを利用
してよいことは言うまでもない。

以上の如く本発明方法にあっては焼結原料を混練して粒
状化し、これを乾燥水分除去率が４０係以下となるよう
乾燥した後、焼結機に装入することとしているから、焼
結機における焼結のための有効面積が伺ら縮小されるこ
とがなく、また焼結過程の水分凝縮帯においても、水分
の増加が著しく抑制されて擬似粒子の崩壊が防止され、
焼結過程での通風が阻害されることがなく、大幅な実焼
結時間の短縮により焼結生産性の向上が図れ、また還元
粉化率の向上、ＮＯｘ発生量の制御を図り得るなど、本
発明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を工程順に示すブロック図、第２図
は同じく乾燥工程及び装入工程を示す模式図、第３図は
同じく焼結過程における焼結充填層の水分分布を示すグ
ラフ、第４〜７図は本発明方法による焼結鉱及び中間品
についての試験結果を示すグラフ、第８図は従来方法に
おける焼結過程での水分分布を示すグラフである。 １・・・・・・計量、切出工程、２・・・・・・混合工
程、３・・・・・・造粒工程、４・・・・・・乾燥工程
、５・・・・・・装入工程、６・・・・・・点火焼結工
程、４１・・・・・・サージホッパ、４１ａ・・・・・
・ロールフィーダ、４１ｂ・・・・・・ディフレクタプ
レート、４１ｃ・・・・・・噴射孔、４１ｄ・・・・・
・吹出ノズル、４１ｅ・・・・・・供給管、４１ｆ・・
・・・・ブロワ、４２・・・・・・焼結機、４３・・・
・・・床敷ホッパ、４４・・・・・・点火炉、４５・・
・・・・風箱、４５ａ・・・・・・排気ダクト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 焼結原料を混練して擬似粒子を粗大化し、これを下
   式に示す乾燥水分除去率が４０％以下となるよう乾燥し
   た後、焼結機に装入することを特徴とする焼結鉱の製造
   方法。 乾燥水分除去率（イ）