(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドワイトロイド式焼結機のパレット上に原料装入装置から切り出した焼結原料を装入する際、該パレットの直上において、前記原料装入装置からパレット上への原料の供給を、パレット進行方向とは逆方向に離隔した位置から行う場合において、該原料装入装置からパレット上への原料落下領域に跨る軸長を有し、かつその長手方向に多数の部屋を分割形成してなるサンプルボックスを、パレット進行方向に沿って平行に挿入し、原料落下流を遮るように停止させてサンプリングすることにより、サンプルボックスの長手方向における原料の偏析を原料堆積層の厚み方向における原料の偏析として、パレット上での原料の積層状態を再現したサンプルを採取することを特徴とする焼結原料のサンプリング方法。
【請求項２】
ドワイトロイド式焼結機のパレット上に原料装入装置から切り出した焼結原料を装入する際、原料装入装置とパレットとの間に設けた磁石ドラムによって、原料の流れに磁力を作用させてパレット上に原料を偏析させて積層するに当たり、前記パレットの直上において、前記原料装入装置からパレット上への原料の供給を、パレット進行方向とは逆方向に離隔した位置から行う場合において、該原料装入装置からパレット上への原料落下領域に跨る軸長を有し、かつその長手方向に多数の部屋を分割形成してなるサンプルボックスをパレット進行方向に沿って平行に挿入し、原料落下流を遮るように停止させてサンプリングすることにより、サンプルボックスの長手方向における原料の偏析を原料堆積層の厚み方向における原料の偏析として、パレット上での原料の積層状態を再現したサンプルを採取することを特徴とする焼結原料のサンプリング方法。
【請求項３】
原料装入装置とドワイトロイド式焼結機のパレットとの間に、サンプルボックスを配設してなるものにおいて、そのサンプルボックスを、該原料装入装置からパレット上への原料の供給を、パレット進行方向とは逆方向に離隔した位置から行う場合において、該原料装入装置からパレット上への原料落下領域に跨る軸長を有し、かつその長手方向に多数の部屋を分割形成してなる構成とすると共に、サンプルボックスをパレット進行方向に沿って平行にかつ進退可能に配設したことを特徴とする焼結原料のサンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉に装入する原料の１つとして使用される焼結鉱を製造するための、ドワイトロイド式焼結機において、その焼結機に装入される原料のサンプリングに関する提案である。
【０００２】
【従来の技術】
高炉原料である焼結鉱を製造するドワイトロイド型焼結機では、鉄鉱石、ミルスケール、製鉄ダストおよび返鉱等の鉄源と副原料（石灰石等の塩基度調整用原料）ならびに、コークスなどの炭材を混合した混合物から焼結鉱を製造している。これらの原料は、粒径５ｍｍ以下の粉体であり、微細なものは数ミクロン程度のものであって、幅広い粒度範囲を有している。したがって後述するように、焼結機において炭材を燃焼する空気を流通させるために、予め各種原料を混合すると共に、造粒して、擬似粒子を形成させておく。擬似粒子とは原料中の比較的大きな粒度の原料の周囲に細かな粒度の原料が付着して形成されるものである。焼結機において、この混合物をパレットと呼ばれる火格子の上に装入、堆積させ、この堆積層の上方から炭材への点火を行う一方、パレットの下方からは吸引を行うことにより、大気を堆積層の上方から堆積層内へ侵入させ、該堆積層中の炭材を層上部から下部へと徐々に燃焼させ、この燃焼熱により原料を焼結して焼結鉱を製造している。
そして、前記堆積層の最下層まで焼結が完了したところにおいて、焼結鉱は焼結機外へ排出される。より具体的には、以上の焼結を行うパレットを多数連結させて無限軌道を形成し、パレットを移動させながら原料の装入、点火、吸引による焼結の進行を行い、無限軌道の端部でパレットを反転させることにより、焼結鉱の排出を行っている。
【０００３】
ここで、前記焼結工程において、パレット上の原料堆積層の上層では、炭材に点火された後に速やかに原料が昇温して焼結が行われ、その後は下方へ吸引される大気により急激に冷却されるという熱履歴を受けるが、堆積層の下層では上部で発生した高温ガスが流通して徐々に昇温され、これに伴い水分の蒸発、石灰石の分解、焼結といった一連の反応が順次行われることになる。
このように、堆積層は上層と下層とでは全く異なる熱履歴を受けるにもかかわらず、もし、堆積層の上部と下部とで全く同じように原料を堆積させると、原料層下部では緻密で強度の高い焼結鉱が製造されるのに対し、堆積層上部では前記した水分の蒸発、石灰石の分解といったガス発生反応と焼結反応とが非常に短時間に進行するために焼結鉱の緻密さが損なわれると共に、急激な冷却に伴なって焼結鉱の内部に収縮による亀裂が入るなどの悪影響が現れる。
【０００４】
このため、焼結機への原料装入に際しては、パレット上の原料堆積層の厚み（積層）方向において、炭材量、鉱石種類（成分） および粒度といった特性を微妙に変更して装入することが行われている。すなわち、パレット上の原料堆積層の上部では下部に比べて、炭材量を増やしたり、焼結し易いように原料粒度を小さくしたりする、操作を行っているのである。
【０００５】
パレット上における原料堆積層の厚み方向での原料偏析を強化して、適正な堆積層を形成するために、従来、各種の焼結機原料装入装置とが開発されている。また、原料装入装置を用いて装入した原料堆積層が適正な偏析状態を形成していることを確認するために、パレット上の原料堆積層の偏析状態を測定するためのサンプリングに関する技術も多数提案されている。
【０００６】
ところで、上記原料堆積層は、使用する鉱石などによって、堆積層の厚み方向の粒度や成分などの偏析状態を調整する必要がある。このために、原料堆積層を構成する原料が変更される度に堆積層の偏析状況を調査し、その調査結果に基づいて、最適な堆積層（偏析）となるように原料の装入を行うことは、生産性の向上に極めて有効である。
【０００７】
従来、パレット上の原料堆積層の厚み方向における、原料の粒度や成分の分布を把握する方法としては、まず、焼結機の運転を停止しパレットを抜いて、パレット上の原料堆積層から直接サンプリングを行う方法が一般的である。しかしこの方法は、対象とするパレットをクレーンで引き抜くために、対象パレットの前後１台分のパレットを含む範囲で焼結機の点火炉を停止する必要があり、生産性が著しく阻害されるという問題があった。
【０００８】
一方、パレットを抜かずにサンプリングを行う技術として、実開昭61−98996号公報には、点火炉へ入る前の位置でパレット上の原料堆積層に筒状のサンプリング装置を打ち込み、点火炉通過直後にサンプリング装置を回収することが記載されている。しかしながら、この技術では原料堆積層に筒状のサンプリング装置を打ち込むために、原料堆積層を形成している擬似粒子が潰されてしまう。そのため、得られたサンプルはパレット上に堆積した原料混合物とは粒度分布が相違してしまい、パレット上での原料の通気性を左右する粒度分布を測定することができないという問題点があった。
【０００９】
また、特開昭５９−１３６４３４号公報には、中空二重筒状のサンプリング装置をパレット上に載置してから、パレット上に原料を装入し、焼結後にサンプリング装置を回収する方法が開示されている。この技術では、サンプリング装置を原料に打ち込む必要がないため、疑似粒子を潰すことはないが、サンプリングされた試料は焼結後のものであるから、未焼結の原料の堆積層における偏析状態を知ることが難しいという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の焼結原料サンプリング技術は、サンプリングのために焼結操業を一時的に停止することで生産性を悪化させるものであったり、または製造された焼結鉱のサンプリングを目的としているため、焼結パレット上の原料の堆積状態を測定することができないものであった。しかしながら上述したように、焼結パレット上での原料の堆積状況を確認することは、焼結鉱の品質を管理していく上で重要な操作であるから、これを操業中に生産量を落とすことなく、またペレット上での擬似粒子を潰さずにサンプリングの精度を高める方法が求められていた。
【００１１】
そこで、本発明は、鉄鉱石などの製鉄原料から高炉へ供給する焼結鉱を製造する焼結機における焼結原料のサンプリングに関して、焼結鉱の生産性を阻害することなく、また焼結原料中の擬似粒子を潰すことなく、パレット上の原料堆積層の厚さ方向の焼結原料分布を精度良くサンプリングすることのできる方法並びにその装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
さて、焼結原料の装入装置には種々のものが提案されているが、近年回転磁石ドラムを配設したシュートが採用されるに到っている。この原料装入装置は、図１に示すように、給鉱ホッパ１内の原料２をドラムフィーダ３にて切出し、ドラムフィーダ３の下方に設置した磁石ドラム４を介して、ドラムフィーダ３から排出された原料２をパレット５上へ装入する、ドラムシュート６をそなえてなるものである。この磁石ドラム４は、内筒４１の円周上に磁石４２が原料の落下位置から回転方向に内筒の下方にまで配置され、その磁石４２の外筒を外輪４３が回転するドラムシュートである。
【００１３】
このように構成された原料装入装置では、原料２中のヘマタイト系鉄鉱石などの磁石に吸引されない非着磁性原料７が回転する外筒４３に衝突し飛ばされてパレット５上に堆積する。一方、ミルスケールや返鉱等の磁石に吸引される着磁原料９は、外筒４３上で磁石４２の引力によりひきつけられ、磁石ドラム４の下方に回って重力により落下あるいはスクレーパ１０により掻き落とされる。このような堆積挙動から、パレット５上に堆積される原料は、その下部に非着磁性原料を主とする下層７０が形成され、その上に着磁性原料を主とする上層９０が偏析して形成される。
【００１４】
ここで、ミルスケールや返鉱などの着磁性原料は焼結し易いために、パレット５上の原料堆積層の表層部のように、加熱時間が短くかつ急速冷却を受ける条件下においても、比較的緻密で強度の高い焼結鉱となり易いため、このような偏析で原料を堆積し得る、磁石ドラムを使用した図１の装置は、焼結機への原料装入装置として好適である。
【００１５】
ところで、この磁石ドラム４を使用した原料装入装置は、磁石ドラム４と衝突して遠くに飛ばされた非着磁性原料７が、まずパレット５の底面（堆積層下部）に堆積し、飛び方の小さいものほどパレット上堆積層の上部の層を形成するという特徴がある。従って、この磁石ドラムからパレット上へ落下する原料の流れを、パレットの進行方向に沿う向きにサンプリングすれば、パレット上の原料堆積層の厚み方向の原料の堆積状態を再現できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１６】
なお、本発明は、以上の磁石ドラムを利用した原料装入装置における、原料偏析状態の解析によって導かれたわけであるが、原料装入装置としては、磁石ドラムを使用するものに限らず、種々の装入装置に適用可能である。すなわち、焼結機のパレット上へ装入装置のシュートから原料を供給する際、その供給をパレット進行方向と逆方向にずらした位置で行える装置であれば、常に装入装置からパレット進行方向と逆方向へ隔てた距離が長い位置に装入された原料がパレット上の原料堆積層の下層を形成し、装入装置の近くで装入された原料が堆積層の上層を形成することになるから、パレットの進行方向に沿う向きにサンプリングすることによって、パレット上の原料堆積層の厚み方向の原料の堆積状態を再現できるのである。
【００１７】
本発明は、前記の原理を利用して焼結機パレット上の原料堆積層の厚み方向の原料サンプリングを容易に実現したものである。
すなわち、本発明は、ドワイトロイド式焼結機のパレット上に原料装入装置から切り出した焼結原料を装入する際、該パレットの直上において、前記原料装入装置からパレット上への原料の供給を、パレット進行方向とは逆方向に離隔した位置から行う場合において、該原料装入装置からパレット上への原料落下領域に跨る軸長を有し、かつその長手方向に多数の部屋を分割形成してなるサンプルボックスを、パレット進行方向に沿って平行に挿入し、原料落下流を遮るように停止させてサンプリングすることにより、サンプルボックスの長手方向における原料の偏析を原料堆積層の厚み方向における原料の偏析として、パレット上での原料の積層状態を再現したサンプルを採取することを特徴とする焼結原料のサンプリング方法である。
【００１８】
とりわけ、本発明の方法は、ドワイトロイド式焼結機のパレット上に原料装入装置から切り出した焼結原料を装入する際、原料装入装置とパレットとの間に設けた磁石ドラムによって、原料の流れに磁力を作用させてパレット上に原料を偏析させて積層するに当たり、前記パレットの直上において、前記原料装入装置からパレット上への原料の供給を、パレット進行方向とは逆方向に離隔した位置から行う場合において、該原料装入装置からパレット上への原料落下領域に跨る軸長を有し、かつその長手方向に多数の部屋を分割形成してなるサンプルボックスをパレット進行方向に沿って平行に挿入し、原料落下流を遮るように停止させてサンプリングすることにより、サンプルボックスの長手方向における原料の偏析を原料堆積層の厚み方向における原料の偏析として、パレット上での原料の積層状態を再現したサンプルを採取することを特徴とする焼結原料のサンプリング方法である。
【００１９】
また、本発明の方法には、原料装入装置とドワイトロイド式焼結機のパレットとの間に、サンプルボックスを配設してなるものにおいて、そのサンプルボックスを、該原料装入装置からパレット上への原料の供給を、パレット進行方向とは逆方向に離隔した位置から行う場合において、該原料装入装置からパレット上への原料落下領域に跨る軸長を有し、かつその長手方向に多数の部屋を分割形成してなる構成とすると共に、サンプルボックスをパレット進行方向に沿って平行にかつ進退可能に配設したことを特徴とする焼結原料のサンプリング装置を用いることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るサンプリング装置は、図１に示した原料装入装置における適用例を図２に示すように、パレット５上への原料７および９の流れに対して、パレット５進行方向Ｆに沿って平行に進退可能に設けた、サンプルボックス１１を有する。このサンプルボックス１１は、例えば図３または図４に例示するように、原料装入装置からパレット上への原料落下領域に跨がる軸長を有する、円筒体あるいは中空直方体であり、その内部を長手方向に多数の隔壁１２を適宜の間隔で設けて多数の部屋１３を分割してなり、図５に示すように、パレット５上への原料７および９の流れを遮る向き、つまりパレット５進行方向Ｆに沿って平行にサンプルボックス１１を挿入した際、各部屋１３へ原料７および９を取り込むことが可能である。
【００２１】
すなわち、サンプルボックス１１は、図５に示したように、装入装置から排出される原料の流れの中へパレット進行方向に沿って平行に挿入され、この位置でサンプリングを行う。サンプリング後は、図２に示した待機位置へサンプルボックス１１を退避させ、これを焼結機外へ取り出して、サンプルボックス１１内の原料サンプルを回収する。
【００２２】
このように得られた原料サンプルは、サンプルボックス１１の長手方向における原料の偏析が、原料堆積層の厚み方向における原料の偏析を再現する。
具体的には、各部屋毎のサンプルをそれぞれ粒度や成分に関する分析を行なえば、原料堆積層の厚み方向における原料の偏析を規定できる。
【００２３】
ここで、図３に示したサンプルボックス１１は、その円筒の上面に全ての部屋１３と連通する開口１４を有し、この開口１４を蓋１５にて開閉可能に覆ってなるものである。このサンプルボックス１１は、装入原料の落下流の中に挿入され所定位置で停止するまでは蓋１５が閉止した状態であり、所定の位置に挿入された時点で蓋１５を解放し、原料を取り込んだ後に再度、その蓋１５を閉止してサンプルボックス１１を原料の流れから抜き出して、焼結機外部へ取り出し、各部屋１３内に取り込まれているサンプルを採取することができる。
【００２４】
また、図４(a)に示したサンプルボックス１１は、中空直方体であり、原料の流れの中へ挿入されたときに挿入方向の側面に相当する面の一部分に、軸方向に連続する開口１６を有する例である。そして、この例のものは、図４(ｂ)に示すように、装入装置下の所定の位置へ挿入された後に、サンプルボックス１１の挿入方向を軸として直方体のサンプルボックス１１を回転させ、前記開口１６が上向きとなる位置で保持し、サンプルボックス１１の各部屋１３内へ原料を取り込む。その後、サンプルボックス１１を回転させて開口１６が側面となる位置へ戻してからサンプルボックス全体を原料の流れから退避させてサンプリングを終了する。
【００２５】
なお、サンプルボックス１１を原料の流れに対して進退させるための機構としては、種々のものを使用できるが、図６に示すように、焼結機側から鉛直方向に延びる回転軸２０に、アーム２１を介してサンプルボックス１１を取り付け、この回転軸２０を中心にサンプルボックス１１を回転移動させることによって、サンプルボックス１１を焼結原料のサンプリング位置Ａと退避位置Ｂとの間で進退可能とすることができる。このような機構とすると、既設の焼結機であっても、サンプルボックス１１を機外へ搬出するための側面開口部（図中Ｏ）を小さくでき、好適である。ここに用いるサンプルボックス１１としては、図４に示した構造が適当であり、回転軸近傍に設けた駆動装置により回転させてサンプリングを行うことができる。また、退避位置において回転させることで各部屋のサンプルを容易に排出することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる焼結原料のサンプリング方法によれば、焼結鉱の生産を阻害することなく、また焼結原料中の擬似粒子を潰すことなく、焼結機のパレット上の原料堆積層の厚み方向の焼結原料分を精度良くサンプリングすることができる。これにより、原料装入装置の微調整による原料偏析の変化について迅速に評価でき、最適な装入条件の設定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適合する原料装入装置を示す図である。
【図２】本発明のサンプリング装置を示す図である。
【図３】サンプルボックスを示す図である。
【図４】サンプルボックスを示す図である。
【図５】本発明のサンプリング装置を示す図である。
【図６】サンプルボックスの進退機構の一例を示す図である。
【符号の簡単な説明】
１  給鉱ホッパ
２  原料
３  ドラムフィーダ
４  磁石ドラム
５  パレット
６  ドラムシュート
７  非着磁性原料
８  シュート
９  着磁原料
１０  スクレーパ
１１  サンプルボックス
７０  下層
９０  上層
【図１】
0004788052.tif 000002
【図２】
0004788052.tif 000003
【図３】
0004788052.tif 000004
【図４】
0004788052.tif 000005
【図５】
0004788052.tif 000006
【図６】
0004788052.tif 000007