(57)【要約】【課題】焼結鉱製造中に焼結原料の成分濃度が変動したとしても、装入層の装入密度の変動を小さくできる焼結鉱の製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材が配合された焼結原料を造粒し、造粒された焼結原料を焼結機の原料装入装置からパレット台車に装入して装入層を形成させ、装入層を焼結機で焼結して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、原料装入装置は、装入ゲートと、シュートとを備え、鉄含有原料、焼結原料および造粒された焼結原料のうち少なくとも１つの成分濃度を測定する測定工程と、測定工程で測定された成分濃度を用いて、装入層の装入密度が予め定められた装入密度になるように装入ゲートの開度およびシュートの水平面に対する傾斜角度のうち少なくとも１つを調整する調整工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材が配合された焼結原料を造粒し、造粒された前記焼結原料を焼結機の原料装入装置からパレット台車に装入して装入層を形成させ、前記装入層を焼結機で焼結して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、
前記原料装入装置は、装入ゲートと、シュートとを備え、
前記鉄含有原料、前記焼結原料および前記造粒された焼結原料のうち少なくとも１つの成分濃度を測定する測定工程と、
前記測定工程で測定された成分濃度を用いて、前記装入層の装入密度が予め定められた装入密度になるように前記装入ゲートの開度および前記シュートの水平面に対する傾斜角度のうち少なくとも１つを調整する調整工程と、
を有する、焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
前記測定工程では、少なくともＣａＯの成分濃度を測定する、請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項３】
少なくとも鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材が配合された焼結原料を造粒し、造粒された前記焼結原料を焼結機の原料装入装置からパレット台車に装入して装入層を形成させ、前記装入層を焼結機で焼結して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、
前記原料装入装置は、装入ゲートと、シュートと、磁気ブレーキと備え、
前記鉄含有原料、前記焼結原料および前記造粒された焼結原料のうち少なくとも１つの成分濃度を測定する測定工程と、
前記測定工程で測定された成分濃度を用いて、前記装入層の装入密度が予め定められた装入密度になるように前記装入ゲートの開度、前記シュートの水平面に対する傾斜角度および前記磁気ブレーキの磁力のうち少なくとも１つを調整する調整工程と、
を有する、焼結鉱の製造方法。
【請求項４】
前記測定工程では、少なくともＦｅＯの成分濃度を測定する、請求項３に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項５】
前記測定工程で測定されたＣａＯの成分濃度が高くなるほど、前記調整工程では前記装入ゲートの開度および前記シュートの水平面に対する傾斜角度のうち少なくとも１つを増加させる、請求項２に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項６】
前記測定工程で測定されたＦｅＯの成分濃度が高くなるほど、前記調整工程では前記装入ゲートの開度を増加させる、前記シュートの水平面に対する傾斜角度を増加させる、および、前記磁気ブレーキの磁力を弱める、のうち少なくとも１つを実施する、請求項４に記載の焼結鉱の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結原料を焼結機のパレット台車に装入することで形成される装入層の状態を調整して焼結鉱を製造できる焼結鉱の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉製鉄法では、現在、鉄源として、焼結鉱や塊鉄鉱石、ペレットなどを高炉原料に用いている。ここで、焼結鉱は、粒径が１０ｍｍ以下の鉄鉱石の他に、製鉄所内で発生するダスト、スラッジ、返鉱等などの雑鉄源と、石灰石、生石灰、スラグなどのＣａＯ含有原料と、珪石や蛇紋岩、ドロマイトや精錬ニッケルスラグなどからなるＳｉＯ２源やＭｇＯ源としての副原料と、粉コークスや無煙炭などからなる凝結材である固体燃料（炭材）と含む焼結原料を、ドラムミキサーで水を添加しながら混合・造粒し、焼結した塊成鉱の一種である。
【０００３】
焼結原料は、焼結機のパレット台車に装入されて装入層が形成される。装入層の層厚や装入密度は、焼結時の通気性に大きく影響し、焼結鉱の品質、生産性および歩留りを左右する。特に、シュートに磁気ブレーキが設けられた焼結機を用いる場合、焼結原料に含まれるＦｅＯによって焼結原料の装入速度が変化する。このため、装入層の装入状態を予制御するには、磁気ブレーキの磁束密度の調整を行うことが必要になる。
【０００４】
磁気ブレーキの磁束密度を調整する技術として、特許文献１には、磁気シュートの磁力を調整して焼結原料の装入速度を特定の範囲内とし、これにより、通気性を悪化させる着磁性微粉原料を装入層の上層側に偏析装入させて通気性の悪化を最小限とする焼結機の操業方法が開示されている。特許文献２には、スローピングシュート先端に配した磁力内臓ドラム表面の磁束密度を調整し、装入層の上層部に返鉱やミルスケールなどの強磁性物を多く偏在させる焼結原料の装入方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−８９２６８号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、鉄鉱石の鉄分濃度が低下し、代わりにＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３といった脈石成分の濃度が増加しており、同じパイルから取り出された鉄鉱石であってもその成分濃度が異なる場合もあるほど鉄鉱石の成分濃度が不安定になってきている。また、製鉄所内で発生する各種ダストに関しても、発生量の変動やダスト自体の成分変動が大きく、焼結原料の成分濃度の管理が非常に難しくなっている。特許文献１および特許文献２には、磁気ブレーキの磁力を調整して装入層の装入状態を調整する技術が開示されているが、焼結鉱製造中において焼結原料の成分濃度が変動すると、磁気ブレーキの磁力を調整しても装入層の装入状態を調整できない、といった課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、焼結鉱製造中に焼結原料の成分濃度が変動したとしても、装入層の装入密度の変動を小さくできる焼結鉱の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決する本発明の特徴は、以下の通りである。
（１）少なくとも鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材が配合された焼結原料を造粒し、造粒された前記焼結原料を焼結機の原料装入装置からパレット台車に装入して装入層を形成させ、前記装入層を焼結機で焼結して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、
前記原料装入装置は、装入ゲートと、シュートとを備え、前記鉄含有原料、前記焼結原料および前記造粒された焼結原料のうち少なくとも１つの成分濃度を測定する測定工程と、前記測定工程で測定された成分濃度を用いて、前記装入層の装入密度が予め定められた装入密度になるように前記装入ゲートの開度および前記シュートの水平面に対する傾斜角度のうち少なくとも１つを調整する調整工程と、を有する、焼結鉱の製造方法。
（２）前記測定工程では、少なくともＣａＯの成分濃度を測定する、（１）に記載の焼結鉱の製造方法。
（３）少なくとも鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材が配合された焼結原料を造粒し、造粒された前記焼結原料を焼結機の原料装入装置からパレット台車に装入して装入層を形成させ、前記装入層を焼結機で焼結して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、前記鉄含有原料、前記焼結原料および前記造粒された焼結原料のうち少なくとも１つの成分濃度を測定する測定工程と、前記測定工程で測定された成分濃度を用いて、前記装入層の装入密度が予め定められた装入密度になるように前記装入ゲートの開度、前記シュートの水平面に対する傾斜角度および前記磁気ブレーキの磁力のうち少なくとも１つを調整する調整工程と、を有する、焼結鉱の製造方法。
（４）前記測定工程では、少なくともＦｅＯの成分濃度を測定する、（３）に記載の焼結鉱の製造方法。
（５）前記測定工程で測定されたＣａＯの成分濃度が高くなるほど、前記調整工程では前記装入ゲートの開度および前記シュートの水平面に対する傾斜角度のうち少なくとも１つを増加させる、（２）に記載の焼結鉱の製造方法。
（６）前記測定工程で測定されたＦｅＯの成分濃度が高くなるほど、前記調整工程では前記装入ゲートの開度を増加させる、前記シュートの水平面に対する傾斜角度を増加させる、および、前記磁気ブレーキの磁力を弱める、のうち少なくとも１つを実施する、（４）に記載の焼結鉱の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の焼結鉱の製造方法の実施することで、焼結鉱製造中に焼結原料の成分濃度が変動したとしても、装入層の装入密度の変動を小さくでき、焼結鉱の生産ベースの低下の抑制が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る焼結鉱の製造方法が実施できる焼結鉱製造装置１０の一例を示す模式図である。
【図２】焼結原料装入装置４２を示す側面断面模式図である。
【図３】第２の実施形態に係る焼結鉱の製造方法で使用される焼結原料装入装置４３の側面断面模式図である。
【図４】発明例１におけるＣａＯ濃度と、擬似粒子径と、装入ゲートの開度と、装入厚と、生産ベースの変動を示すグラフである。
【図５】比較例１におけるＣａＯ濃度と、擬似粒子径と、装入ゲートの開度と、装入厚と、生産ベースの変動を示すグラフである。
【図６】発明例２におけるＦｅＯ濃度と、装入ゲートの開度と、装入層の装入厚と、生産ベースの変動を示すグラフである。
【図７】比較例２におけるＦｅＯ濃度と、装入ゲートの開度と、装入層の装入厚と、生産ベースの変動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明する。図１は、第１の実施形態に係る焼結鉱の製造方法が実施できる焼結鉱製造装置１０の一例を示す模式図である。ヤード１１に原料パイルで保管された鉄含有原料１２は、搬送コンベア１４によって配合槽２２に搬送される。鉄含有原料１２は、種々の銘柄の鉄鉱石および製鉄所内発生ダストを含む。製鉄所内発生ダストにはＣａＯが含まれ、その成分濃度は変動する。このため、製鉄所内発生ダストを含む鉄含有原料１２のＣａＯの成分濃度も変動する。
【００１２】
原料供給部２０は、複数の配合槽２２、２４、２５、２６、２８を備える。配合槽２２には、鉄含有原料１２が貯留される。配合槽２４には、石灰石や生石灰等を含むＣａＯ含有原料１６、配合槽２５にはドロマイトや精錬ニッケルスラグ等を含むＭｇＯ含有原料１７がそれぞれ貯留される。配合槽２６には、ロッドミルを用いて粒径１ｍｍ以下に破砕された粉コークスや無煙炭を含む凝結材１８が貯留される。また、配合槽２８には、焼結鉱の篩下となった粒径５ｍｍ以下の返鉱（焼結鉱篩下粉）が貯留される。原料供給部２０の配合槽２２〜２８から、各原料が所定量切り出され、これらが配合されて焼結原料となる。焼結原料は、搬送コンベア３０によってドラムミキサー３６に搬送される。なお、ＭｇＯ含有原料１７は、任意配合原料であって、焼結原料に配合されてもよく、配合されなくてもよい。
【００１３】
配合槽２８とドラムミキサー３６の間の搬送コンベア３０には、赤外線分析計３２が設けられている。赤外線分析計３２を用いて測定工程が実施される。測定工程では、搬送コンベア３０上を搬送される焼結原料に含まれる水分およびＣａＯの成分濃度を連続測定する。但し、焼結原料の水分濃度は、ほとんど変動しないので、焼結原料の水分濃度を測定せずに過去の実績値を用いてもよい。
【００１４】
赤外線分析計３２は、０．５〜５０．０μｍの範囲内の波長の赤外線を焼結原料に照射して、焼結原料からの反射光を受光する。焼結原料に含まれるＣａＯの分子振動は、照射された赤外線の固有の波長成分を吸収するので、これらの成分は反射赤外線に固有の波長成分を付与する。このため、照射赤外線と反射赤外線とを分析することで焼結原料におけるＣａＯの成分濃度を測定できる。
【００１５】
赤外線分析計３２は、例えば、１分間に１２８回の頻度で２０以上の波長の赤外線を照射でき、焼結原料に反射された反射光を受光できる。このように短時間に赤外線を照射できるので、赤外線分析計３２は、搬送コンベア３０上を搬送される焼結原料の成分濃度をオンラインで連続測定できる。なお、赤外線分析計３２は、焼結原料の成分濃度を測定する分析装置の一例であり、反射光を分光する方式の装置に限らず、透過光を分光する方式の装置を用いてもよい。さらに、赤外線分析計３２に代えて、レーザーを測定対象に照射するレーザー分析計、中性子を測定対象に照射する中性子分析計、または、マイクロ波を測定対象に照射するマイクロ波分析計を用いてもよい。本実施形態において、測定工程の測定頻度は、例えば１分間に１２８回であり、当該１２８回の成分濃度の平均値を１分間に１回算出した。
【００１６】
ドラムミキサー３６に搬送された焼結原料は、ドラムミキサー３６に投入され、適量の水３４が添加されて、例えば、平均粒径３．０〜６．０ｍｍの擬似粒子に造粒される。造粒された焼結原料は、搬送コンベア３８によって焼結機４０の焼結原料装入装置４２に搬送される。なお、ドラムミキサー３６は、焼結原料を造粒する造粒装置の一例であり、ドラムミキサー３６は複数あってもよく、ドラムミキサー３６に代えて、ペレタイザー造粒機を用いてもよい。また、ドラムミキサー３６とペレタイザー造粒機の両方を用いてもよく、ドラムミキサー３６の上流に高速撹拌機を設置して、造粒前に焼結原料を撹拌してもよい。なお、本実施形態において、平均粒径は算術平均粒径であって、Σ（Ｖｉ×ｄｉ）（但し、Ｖｉはｉ番目の粒度範囲の中にある粒子の存在比率であり、ｄｉはｉ番目の粒度範囲の代表粒径である。）で定義される粒径である。以後の説明において、擬似粒子の平均粒径を擬似粒子径と記載する場合がある。
【００１７】
焼結機４０は、例えば、下方吸引式のドワイトロイド焼結機である。焼結機４０は、焼結原料装入装置４２と、無端移動式のパレット台車４４と、点火炉４６と、気体燃料供給装置４７と、ウインドボックス４８とを有する。
【００１８】
図２は、焼結原料装入装置４２を示す側面断面模式図である。焼結原料装入装置４２は、給鉱ホッパー８２と、ドラムフィーダー８４と、装入ゲート８６と、シュート８８とを有する。焼結原料装入装置４２に搬送された造粒された焼結原料は、給鉱ホッパー８２に投入される。給鉱ホッパー８２内の焼結原料は、ドラムフィーダー８４によって切り出され、装入ゲート８６を通り、シュート８８上を矢印９０方向に滑り落ちてパレット台車４４に装入される。パレット台車４４に装入された焼結原料によって焼結原料の装入層が形成される。なお、矢印９２は、パレット台車４４の進行方向を示す。
【００１９】
装入ゲート８６は、焼結機４０の幅方向に沿って複数設けられた板状の部材である。装入ゲート８６のそれぞれには、その開度を調整する不図示の開度調整装置が設けられている。装入ゲート８６は、当該開度調整装置により装入ゲート８６の開度が調整され、これにより、パレット台車４４に装入される焼結原料の装入速度および装入状態が調整される。
【００２０】
シュート８８は、焼結機４０の幅方向に延在し、水平面に対して所定の傾斜角度αで傾斜した板状の部材である。シュート８８には、その傾斜角度αを調整する不図示の角度調整装置が設けられている。シュート８８は、当該角度調整装置によりシュート８８の傾斜角度αが調整され、これにより、パレット台車４４に装入される焼結原料の装入速度および装入状態が調整される。
【００２１】
再び、図１を参照し、装入層は点火炉４６で点火される。ウインドボックス４８を通じて空気を吸引することで、装入層は、上方に設けられた気体燃料供給装置４７から供給される気体燃料および酸素を装入層に取り込み、装入層内で気体燃料と凝結材１８とを燃焼させつつ装入層内の燃焼・溶融帯を装入層の下方へ移動させる。これにより、装入層は焼結されて焼結ケーキが形成される。本実施形態において気体燃料は、高炉ガス、コークス炉ガス、高炉・コークス炉混合ガス、転炉ガス、都市ガス、天然ガス、メタンガス、エタンガス、プロパンガス、シェールガスおよびそれらの混合ガスのうちから選ばれるいずれかの可燃性ガスである。なお、図１に示した例では、気体燃料供給装置４７を有する焼結機４０の例を示したが、焼結機４０は気体燃料供給装置４７を有していなくてもよい。
【００２２】
焼結ケーキは、破砕機５０によって破砕され焼結鉱にされる。破砕機５０で破砕された焼結鉱は、冷却機６０によって冷却される。冷却機６０によって冷却された焼結鉱は、複数の篩を有する篩分け装置７０によって篩分けされ、粒径５ｍｍ超の成品焼結鉱７２と、粒径５ｍｍ以下の返鉱７４とに篩分けされる。
【００２３】
成品焼結鉱７２は、搬送コンベア７６によって高炉８０に搬送され、高炉原料として高炉８０に装入される。一方、返鉱７４は、搬送コンベア７８によって原料供給部２０の配合槽２８に搬送される。なお、成品焼結鉱７２は、破砕機５０によって破砕された焼結鉱が冷却され、篩分けされたものであるので、成品焼結鉱７２と破砕機５０によって破砕された焼結鉱とは同じ成分濃度の焼結鉱である。また、本実施形態において、成品焼結鉱７２の粒径および返鉱７４の粒径は、篩によって篩分けられる粒径を意味し、例えば、粒径５ｍｍ超とは、目開き５ｍｍの篩を用いて篩上に篩分けされる粒径であり、粒径５ｍｍ以下とは、目開き５ｍｍの篩を用いて篩下に篩分けされる粒径である。さらに、成品焼結鉱７２および返鉱７４の粒径の各値は、あくまで一例であり、この値に限定するものではない。
【００２４】
発明者らは、焼結鉱製造装置１０を用いた焼結鉱の製造において、焼結原料のＣａＯの成分濃度が高くなると焼結鉱の生産ベースが低下する傾向があることを発見した。ここで、焼結鉱の生産ベースとは、焼結鉱の１時間あたりの生産量（ｔ／ｈ）であり、この生産ベースが多いほど焼結鉱製造の操業状態が良好であることを示す。焼結原料のＣａＯの成分濃度が高くなると焼結鉱の生産ベースが低下する機構を究明するため、焼結工程の前工程である造粒工程を含めて焼結原料の挙動を観察したところ、焼結原料のＣａＯの成分濃度が高いほど造粒工程で造粒される疑似粒子の径が大きくなって装入層の装入密度が低下し、焼結鉱の生産ベースが低下することをつきとめた。このことから、ＣａＯの成分濃度が高くなった場合には焼結機への焼結原料の１時間あたりの切り出し体積（ｍ３／ｈ）を増加させて装入層の装入密度の変動を抑制し、これにより、焼結鉱の生産ベースの低下を抑制することに着想した。
【００２５】
このため、第１の実施形態に係る焼結鉱の製造方法では、さらに、測定工程で連続測定されたＣａＯの成分濃度を用いて、装入層の装入状態が予め定められた状態になるように装入ゲート８６の開度およびシュート８８の水平面に対する傾斜角度のうち少なくとも１つを調整する調整工程が実施される。本実施形態において、測定工程で連続測定されたＣａＯの成分濃度と、予め設定されているドラムミキサー３６の造粒条件とから擬似粒子の平均粒径と装入層の装入密度とを推測し、装入層の装入密度が予め定められた装入密度になるように調整工程が実施される。このように、装入層の装入密度が予め定められた装入密度になるように調整することで装入層の装入密度の変動は小さくなる。
【００２６】
例えば、焼結原料のＣａＯ濃度が基準となるＣａＯ濃度より高い場合には焼結原料の造粒性が向上するので平均粒径の大きな擬似粒子が造粒される。平均粒径の大きな擬似粒子によって形成される装入層は、平均粒径の小さな擬似粒子によって形成される装入層よりも粒子間の空隙が大きくなるので装入層の通気性は向上するものの装入密度は低下する。
【００２７】
このように、焼結原料のＣａＯ濃度が高くなると装入層の装入密度が低下して焼結鉱の生産ベースが低下する。このため、焼結原料のＣａＯ濃度が基準となるＣａＯ濃度より高くなった場合には、装入ゲート８６の開度およびシュート８８の傾斜角度のうち少なくとも１つを増加させ、焼結原料の装入速度を速めて装入層の装入密度を高める。これにより、装入層の装入密度の低下が抑制され、焼結鉱の生産ベースの低下が抑制される。
【００２８】
装入ゲート８６の開度およびシュート８８の傾斜角度の調整は、基準となる焼結原料のＣａＯ濃度と、測定工程で測定された焼結原料のＣａＯ濃度に基づいて実施される。基準となるＣａＯ濃度は、基準となる装入ゲート８６の開度およびシュート８８の傾斜角度で目標とする装入密度の装入層が形成される擬似粒子の平均粒径を求め、当該平均粒径の擬似粒子が造粒される焼結原料のＣａＯ濃度から定めてよい。
【００２９】
一方、測定工程で測定された焼結原料のＣａＯ濃度が基準となる焼結原料のＣａＯ濃度よりも低い場合には焼結原料の造粒性が低下するので平均粒径の小さな擬似粒子が造粒される。平均粒径の小さな擬似粒子によって形成される装入層は、平均粒径の大きな擬似粒子によって形成される装入層よりも粒子間の空隙が小さくなるので装入層の通気性は低下し、装入密度は向上する。
【００３０】
このように、焼結原料のＣａＯ濃度が低くなると装入層の装入密度が向上して装入層の通気性が低下する。このため、焼結原料のＣａＯ濃度が基準となるＣａＯ濃度より低くなった場合には、装入ゲート８６の開度およびシュート８８の傾斜角度のうち少なくとも１つを小さくし、焼結原料の装入速度を遅くして装入層の装入密度を低くする。これにより、装入層の通気性の悪化が抑制され、焼結鉱の生産ベースの低下を抑制できる。
【００３１】
以上、説明したように第１の実施形態に係る焼結鉱の製造方法では、焼結原料の造粒性に影響を及ぼすＣａＯの成分濃度を連続測定し、当該成分濃度から擬似粒子の平均粒径と装入層の装入密度とを推測し、装入層の装入密度が予め定められた装入密度になるように調整工程が実施される。これにより、装入層の装入密度の変動は小さくなり、焼結鉱の生産ベースの低下が抑制される。
【００３２】
装入層の装入密度の変動が大きくなると、焼結機の機長方向の通気性の偏差が生じ、焼結原料の焼結完了位置が変動する。この焼結完了位置の変動により焼結鉱の歩留が低下する。また、パレット台車４４の進行速度を変更して、焼結完了位置を調整する場合には生産ベースが低下する。このように、装入層の装入密度の変動が大きくなることは、焼結鉱の生産ベースの低下につながる。
【００３３】
なお、図１に示した例において、赤外線分析計３２を搬送コンベア３０に設けて、連続測定工程を実施する例を示したがこれに限られない。例えば、赤外線分析計３２を搬送コンベア１４に設けて測定工程を実施してもよく、赤外線分析計３２を配合槽２２と配合槽２４との間の搬送コンベア３０に設けて測定工程を実施してもよい。この場合に、測定工程では、配合槽２２に搬送される鉄含有原料１２のＣａＯの成分濃度を連続測定する。
【００３４】
焼結原料におけるＣａＯの成分濃度が変動する要因は、製鉄所内発生ダストに含まれるＣａＯの成分濃度の変動による影響が大きい。予め、原料供給部２０から配合される各原料のＣａＯの成分濃度を測定し、原料供給部２０から配合される各原料の質量と各原料に含まれるＣａＯの質量を把握しておけば、鉄含有原料１２のＣａＯの成分濃度と、原料供給部２０から配合される各原料の質量と、配合される各原料に含まれるＣａＯの質量とから焼結原料のＣａＯの成分濃度を算出できる。
【００３５】
また、図１に示した例において、赤外線分析計３２を搬送コンベア３０に設けて、測定工程を実施する例を示したがこれに限られない。例えば、赤外線分析計３２を搬送コンベア３８に設け、造粒された焼結原料のＣａＯの成分濃度を連続測定してもよい。
【００３６】
次に、第２の実施形態に係る焼結鉱の製造方法について説明する。第２の実施形態に係る焼結鉱の製造方法は、測定工程でＦｅＯの成分濃度を連続測定する点と、調整工程で装入ゲートの開度、シュートの傾斜角度および磁気ブレーキの磁力のうち少なくとも１つを調整する点において第１の実施形態に係る焼結鉱の製造方法と異なる。
【００３７】
図３は、第２の実施形態に係る焼結鉱の製造方法で使用される焼結原料装入装置４３の側面断面模式図である。図３に示した焼結原料装入装置４３において、図２に示した焼結原料装入装置４２と同じ構成には同じ参照番号を付して重複する説明を省略する。
【００３８】
第２の実施形態に係る焼結鉱の製造方法では、図２に示した焼結原料装入装置４２に代えて、図３に示す焼結原料装入装置４３を用いる。焼結原料装入装置４３は、給鉱ホッパー８２と、ドラムフィーダー８４と、装入ゲート８６と、シュート８８と、磁気ブレーキ９４とを有する。磁気ブレーキ９４は、位置調整装置９６と、磁石９８とを有する。磁石９８の磁力は、シュート８８の表面を滑り落ちる焼結原料の着磁性原料（ＦｅＯ）に作用して、シュート８８上を滑り落ちる焼結原料の装入速度を低下させる。
【００３９】
位置調整装置９６は、磁石９８のシュート８８からの位置を調整する。位置調整装置９６により磁石９８とシュート８８との距離が離れると、シュート８８上を滑り落ちる焼結原料に作用する磁力は小さくなるので焼結原料の装入速度は速くなる。一方、位置調整装置９６により磁石９８とシュート８８との距離が近くなると、シュート８８上を滑り落ちる焼結原料に作用する磁力は大きくなるので焼結原料の装入速度は遅くなる。このように、磁気ブレーキ９４の磁力は、位置調整装置９６の位置よって調整でき、これにより、焼結原料の装入速度が調整される。
【００４０】
第２の実施形態に係る焼結鉱の製造方法においても、赤外線分析計３２を用いた測定工程が実施される。測定工程では、搬送コンベア３０上を搬送される焼結原料に含まれるＦｅＯの成分濃度を連続測定する。そして、測定工程で連続測定されたＦｅＯの成分濃度を用いて、磁気ブレーキ９４の磁力を調整する調整工程が実施される。本実施形態において、調整工程は、測定工程で連続測定されたＦｅＯの成分濃度と、現在の磁気ブレーキ９４の位置とから装入層の装入密度を推測し、装入層の装入密度が予め定められた密度になるように調整工程が実施される。このように、装入層の装入密度が予め定められた密度になるように調整することで装入層の装入密度の変動は小さくなる。
【００４１】
例えば、焼結原料のＦｅＯ濃度が基準となるＦｅＯ濃度より高い場合には焼結原料に作用する磁気ブレーキ９４の磁力が大きくなるので、焼結原料の装入速度が遅くなって装入密度が低下する。このように、焼結原料のＦｅＯ濃度が高くなると装入層の装入密度が低下して焼結鉱の生産ベースが低下する。
【００４２】
このため、焼結原料のＦｅＯ濃度が基準となるＦｅＯ濃度より高い場合には、磁気ブレーキ９４の磁力を弱めて、装入速度を速めて装入密度を高める。これにより、装入層の装入密度低下が抑制され、焼結鉱の生産ベースの低下が抑制される。
【００４３】
磁気ブレーキ９４の磁力の調整は、基準となる焼結原料のＦｅＯ濃度と、測定工程で測定された焼結原料のＦｅＯ濃度とに基づいて実施される。基準となるＦｅＯ濃度は、基準となる磁気ブレーキ９４の磁力で目標とする装入密度の装入層が形成される装入速度を求め、当該装入速度で装入される焼結原料のＦｅＯ濃度から定めてよい。
【００４４】
一方、測定工程で測定された焼結原料のＦｅＯ濃度が基準となる焼結原料のＦｅＯ濃度よりも低い場合には焼結原料に作用する磁気ブレーキ９４の磁力が小さくなる。磁気ブレーキ９４の磁力が小さくなると焼結原料の装入速度が速くなって装入層の装入密度が高くなり、装入層の通気性が低下する。
【００４５】
このように、焼結原料のＦｅＯ濃度が低くなると装入層の装入密度が向上して装入層の通気性が低下する。このため、焼結原料のＦｅＯ濃度が基準となるＦｅＯ濃度より低くなった場合には、磁気ブレーキ９４の磁力を増加させ、装入速度を遅くして装入層の装入密度を低くする。これにより、装入層の通気性の悪化が抑制され、焼結鉱の生産ベースの低下を抑制できる。
【００４６】
以上、説明したように第２の実施形態に係る焼結鉱の製造方法では、焼結原料のＦｅＯの成分濃度を連続測定し、当該成分濃度から装入層の装入密度を推測し、装入層の装入密度が予め定められた装入密度になるように調整工程が実施される。これにより、装入層の装入密度の変動は小さくなり、焼結鉱の生産ベースの低下が抑制される。
【００４７】
なお、第２の実施形態では、焼結原料の装入密度が予め定められた装入密度になるように、磁気ブレーキ９４の磁力を調整する例を示したがこれに限られない。第１の実施形態で説明したように、装入ゲート８６の開度を増加させたりシュート８８の傾斜角度を増加させたりすることで装入層の装入密度を高めることができ、装入ゲート８６の開度を小さくしたりシュート８８の水平面に対する傾斜角度を小さくすることで装入層の装入密度を下げることができる。このため、磁気ブレーキ９４の磁力の調整に代えて、また、磁気ブレーキ９４の磁力の調整とともに、装入ゲート８６の開度およびシュート８８の水平面に対する傾斜角度のうち少なくとも１つを調整してもよい。例えば、ＦｅＯ濃度が基準となるＦｅＯ濃度より高い場合に、磁気ブレーキ９４の磁力を弱めることに代えて、または、磁気ブレーキ９４の磁力を弱めるとともに、装入ゲート８６の開度を増加させたり、シュート８８の傾斜角度を増加させてもよい。これにより、焼結原料の装入速度が調整され、装入層の装入密度の変動を小さくできる。また、第２の実施形態における測定工程で焼結原料のＣａＯ濃度をさらに測定し、調整工程でＦｅＯ濃度およびＣａＯ濃度に基づいて装入層の装入密度が予め定められた装入密度になるように、磁気ブレーキ９４の磁力、装入ゲート８６の開度およびシュート８８の水平面に対する傾斜角度のうち少なくとも１つを調整してもよい。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
図２に示した焼結原料装入装置４２を有する焼結鉱製造装置１０を用いて第１の実施形態に係る焼結鉱の製造方法により成品焼結鉱を４８時間製造した実施例１を説明する。実施例１の発明例１では、搬送コンベア３０に設けた赤外線分析計３２を用いて、焼結原料のＣａＯの成分濃度を１時間に１回の頻度で連続測定する測定工程を実施した。そして、測定工程で連続測定されたＣａＯの成分濃度を用いて、装入層の装入密度が予め定められた目標値になるように装入ゲートの開度を１時間に１回の頻度で調整する調整工程を実施しながら焼結鉱を４８時間製造した。
【００４９】
図４は、発明例１におけるＣａＯ濃度と、擬似粒子径と、装入ゲートの開度と、装入厚と、生産ベースの変動を示すグラフである。図４（ａ）は、焼結原料ＣａＯ濃度（質量％）の変動を示し、図４（ｂ）は擬似粒子径（ｍｍ）の変動を示し、図４（ｃ）は装入ゲートの開度（％）の変動を示し、図４（ｄ）は装入厚（ｍｍ）の変動を示し、図４（ｅ）は焼結鉱の生産ベース（ｔ／ｈ）の変動を示す。図４（ａ）〜（ｄ）に共通する横軸は、経過時間（ｈ）である。なお、図４（ｃ）は装入厚の変動を示すが、装入厚が厚くなると装入層の装入密度も高くなり、装入厚が薄くなると装入層の装入密度も低くなる。このように、装入厚と装入密度は１対１で対応するので、装入厚の変動が小さくなれば装入密度の変動も小さくなる。
【００５０】
鉄含有原料１２の原料パイルは、およそ６日に１度の頻度で他の原料パイルに切り換わる。発明例１において、原料パイルの切り換えは、図中の３０時間経過時点で実施された。
【００５１】
発明例１では、図４（ａ）に示すように、焼結原料のＣａＯ濃度が増加し、これにより、図４（ｂ）に示すように、擬似粒子径も大きくなった。発明例１では、測定工程によりＣａＯの成分濃度を連続測定しているので、図４（ａ）に示したＣａＯの成分濃度の増加傾向を迅速に把握でき、擬似粒子径が大きくなって装入密度が低下することが予測できる。このため、発明例１では、装入密度が予め定められた目標とする装入密度になるように、図４（ｃ）に示すように、１４時間経過後から３１時間経過後まで段階的に装入ゲートの開度を増加させる調整工程を実施した。具体的には、発明例１では、以下の表１に示すＣａＯ濃度と装入ゲートの開度の対応表に従いゲート開度を調整した。
【００５２】
【表１】
2019173161.tif 000003
【００５３】
装入ゲートの開度を調整しなければ装入層の装入密度は低下する所、発明例１では上述した装入ゲートの開度の調整によって装入密度が高められ、この結果、図４（ｄ）に示すように、装入密度を目標とする装入密度にでき、かつ、装入密度の変動も小さくなった。このように、装入密度を目標とする装入密度にし、かつ、装入密度の変動を小さくすることで発明例１では、図４（ｅ）に示すように、焼結鉱の生産ベースを高い状態で維持できた。
【００５４】
実施例１の比較例１では、焼結原料のＣａＯの成分濃度を連続測定する測定工程を実施していない。比較例１では、３０時間経過時点の原料パイルの切り換え時に、オフラインで焼結原料のＣａＯの成分濃度を測定し、当該測定値を用いて装入層の装入密度が予め定められた目標値になるように装入ゲートの開度を調整して焼結鉱を４８時間製造した。
【００５５】
図５は、比較例１におけるＣａＯ濃度と、擬似粒子径と、装入ゲートの開度と、装入厚と、生産ベースの変動を示すグラフである。図５（ａ）は、焼結原料ＣａＯ濃度（質量％）の変動を示し、図５（ｂ）は擬似粒子径（ｍｍ）の変動を示し、図５（ｃ）は装入ゲートの開度（％）の変動を示し、図５（ｄ）は装入厚（ｍｍ）の変動を示し、図５（ｅ）は焼結鉱の生産ベース（ｔ／ｈ）の変動を示す。図５（ａ）〜（ｄ）に共通する横軸は、経過時間（ｈ）である。比較例１においても原料パイルの切り換えは３０時間経過時点で実施された。なお、図５（ａ）において、１時間ごとに○プロットを示しているが、これは測定された成分濃度の値ではなく、パイル切り換え時に測定された各成分濃度を示している。
【００５６】
実施例１の比較例１では、３０時間経過時点の原料パイルの切り換え時に、オフライン測定で焼結原料のＣａＯの成分濃度を測定し、当該測定値を用いて装入ゲートの開度を調整した。しかしながら、焼結鉱製造中におけるＣａＯの成分濃度の変動に対応できず、図５（ｄ）に示すように、比較例１では、装入密度の変動が大きくなった。この装入密度の変動により、比較例１では、図５（ｅ）に示すように、焼結鉱の生産ベースの変動も大きくなり、所々に大きな生産ベースの低下が確認された。
【００５７】
このように、第１の実施形態に係る焼結鉱の製造方法では、焼結鉱製造中における焼結原料のＣａＯの成分濃度が変動したとしても、当該成分濃度の変動に対応させて装入層の装入密度が予め定められた装入密度になるように装入ゲートの開度を調整する。これにより、装入層の装入密度の変動が小さくなり焼結鉱の生産ベースの低下が抑制されることが確認された。
【００５８】
（実施例２）
次に、図３に示した焼結原料装入装置４３を有する焼結鉱製造装置１０を用いて第２の実施形態に係る焼結鉱の製造方法で成品焼結鉱を４８時間製造した実施例２を説明する。実施例２の発明例２では、搬送コンベア３０に設けた赤外線分析計３２を用いて、焼結原料のＦｅＯの成分濃度を１時間に１回の頻度で連続測定する測定工程を実施した。そして、測定工程で連続測定されたＦｅＯの成分濃度を用いて、焼結原料の装入速度が予め定められた目標値になるように装入ゲートの開度を１時間に１回の頻度で調整する調整工程を実施しながら焼結鉱を４８時間製造した。
【００５９】
図６は、発明例２におけるＦｅＯ濃度と、装入ゲートの開度と、装入層の装入厚と、生産ベースの変動を示すグラフである。図６（ａ）は、焼結原料のＦｅＯ濃度（質量％）の変動を示し、図６（ｂ）は装入ゲートの開度（％）を示し、図６（ｃ）は装入厚（ｍｍ）の変動を示し、図６（ｄ）は焼結鉱の生産ベース（ｔ／ｈ）の変動を示す。図６（ａ）〜（ｄ）に共通する横軸は、経過時間（ｈ）である。
【００６０】
鉄含有原料１２の原料パイルは、およそ６日に１度の頻度で他の原料パイルに切り換わる。発明例２において、原料パイルの切り換えは３０時間経過時点で実施された。
【００６１】
発明例２では、ＦｅＯの成分濃度を連続測定しているので、図６（ａ）に示したＦｅＯの成分濃度の低下傾向を迅速に把握でき、装入速度が速くなって装入層の装入密度が高くなることが予測できる。このため、発明例２では、予め定められた目標とする装入密度になるように、図６（ｂ）に示すように装入ゲートの開度を１５時間経過後から段階的に小さくする調整工程を実施した。具体的には、発明例２では、以下の表２に示すＦｅＯ濃度と装入ゲートの開度の対応表に従いゲート開度を調整した。
【００６２】
【表２】
2019173161.tif 000004
【００６３】
装入ゲートの開度を調整しなければ、装入速度が速くなって装入層の装入密度が高くなる所、上述した装入ゲートの開度の調整によって装入密度が下げられ、この結果、図６（ｃ）に示すように、装入密度を目標とする装入密度にでき、かつ、装入密度の変動も小さくなった。このように、装入密度を目標とする装入密度にし、かつ、装入密度の変動を小さくすることで発明例２では、図６（ｄ）に示すように、焼結鉱の生産ベースを高い状態で維持できた。
【００６４】
実施例２の比較例２では、焼結原料のＦｅＯの成分濃度を連続測定する測定工程を実施していない。比較例２では、３０時間経過時点の原料パイルの切り換え時に、オフラインで焼結原料のＦｅＯの成分濃度を測定し、当該測定値を用いて装入層の装入密度が予め定められた目標値になるように装入ゲートの開度を調整して焼結鉱を４８時間製造した。
【００６５】
図７は、比較例２におけるＦｅＯ濃度と、装入ゲートの開度と、装入層の装入厚と、生産ベースの変動を示すグラフである。図７（ａ）は、焼結原料のＦｅＯ濃度（質量％）の変動を示し、図７（ｂ）は装入ゲートの開度（％）を示し、図７（ｃ）は装入厚（ｍｍ）の変動を示し、図７（ｄ）は、焼結鉱の生産ベース（ｔ／ｈ）の変動を示す。図７（ａ）〜（ｄ）に共通する横軸は、経過時間（ｈ）である。比較例２においても原料パイルの切り換えは３０時間経過時点で実施された。なお、図７（ａ）において、１時間ごとに○プロットを示しているが、これは測定された成分濃度の値ではなく、原料パイル切り換え時に測定された各成分濃度を示している。
【００６６】
実施例２の比較例２では、３０時間経過時点の原料パイルの切り換え時に、オフライン測定で焼結原料のＦｅＯの成分濃度を測定し、当該測定値を用いて装入ゲートの開度を調整した。しかしながら、焼結鉱製造中におけるＦｅＯの成分濃度の変動に対応できず、図７（ｃ）に示すように、比較例２では、装入密度の変動が大きくなった。この装入密度の変動により、比較例２では、図７（ｄ）に示すように、焼結鉱の生産ベースの変動も大きくなり、所々に大きな生産ベースの低下が確認された。
【００６７】
発明例２と比較例２における装入厚の平均値と、装入厚の変動と、４８時間の成品焼結鉱の製造における成品焼結鉱生産率を下記表３に示す。成品焼結鉱生産率とは、図６（ｄ）および図７（ｄ）に示した焼結鉱の生産ベースに、焼結原料から焼結によって気化する成分を除いた割合である焼結歩留と、篩分け装置７０による成品焼結鉱歩留とを乗じた値を、焼結機４０のパレット台車４４の焼結面積で除した値である。
【表３】
2019173161.tif 000005
【００６８】
表３に示すように、発明例２の装入厚の変動は比較例２よりも小さくなり、発明例２の成品焼結鉱の生産率は比較例２よりも高くなった。このように、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法を実施することで、装入密度を目標とする装入密度にでき、かつ、装入密度の変動を小さくでき、これにより、成品焼結鉱の生産率の向上が実現できることが確認された。
【符号の説明】
【００６９】
１０  焼結鉱製造装置
１１  ヤード
１２  鉄含有原料
１４  搬送コンベア
１６  ＣａＯ含有原料
１７  ＭｇＯ含有原料
１８  凝結材
２０  原料供給部
２２  配合槽
２４  配合槽
２５  配合槽
２６  配合槽
２８  配合槽
３０  搬送コンベア
３２  赤外線分析計
３４  水
３６  ドラムミキサー
３８  搬送コンベア
４０  焼結機
４２  焼結原料装入装置
４３  焼結原料装入装置
４４  パレット台車
４６  点火炉
４７  気体燃料供給装置
４８  ウインドボックス
５０  破砕機
６０  冷却機
７０  篩分け装置
７２  成品焼結鉱
７４  返鉱
７６  搬送コンベア
７８  搬送コンベア
８０  高炉
８２  給鉱ホッパー
８４  ドラムフィーダー
８６  装入ゲート
８８  シュート
９０  矢印
９２  矢印
９４  磁気ブレーキ
９６  位置調整装置
９８  磁石
【図１】
2019173161.tif 000006
【図２】
2019173161.tif 000007
【図３】
2019173161.tif 000008
【図４】
2019173161.tif 000009
【図５】
2019173161.tif 000010
【図６】
2019173161.tif 000011
【図７】
2019173161.tif 000012