(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料収容装置から原料装入装置を介して焼結原料を焼結機の走行するパレット上に連続供給して焼結原料床を形成し、該パレット上に形成された焼結原料床に着火するとともに該焼結原料床の下方から排ガスの吸引を行いながらパレットの走行時に焼結原料床の上部より下部に向かって順次焼結を行う焼結鉱の製造方法において、燃焼前線点以降の地点で排ガスの温度を測定し、この測定温度の変動量が所定値を越えたときに、前記原料装入装置に焼結原料の付着があるとして、付着物除去操作を行うことを特徴とする、焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
前記付着物除去操作を格子板を使って行うことを特徴とする請求項１記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項３】
前記測定温度の変動量が所定値を越えたとき、その信号を受信して前記付着物除去手段を始動させる自動制御手段をさらに設けることを特徴とする請求項１または２記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項４】
原料収容装置から原料装入装置を介して付着性の高い焼結原料を焼結機のパレット上に連続供給する際に、原料装入装置に付着した焼結原料を掻き取り方式で除去する付着物除去装置であって、前記原料装入装置の原料装入方向に対して直角方向に移動可能に構成され、該原料装入装置における焼結原料付着面に接触するようにして移動する付着物掻き取り手段を備え、該付着物掻き取り手段がフレームと、さらに該フレームを補強する１もしくは２以上の格子状補強材とから成る付着物除去装置を使用することを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項５】
付着物除去作業時以外の待機中も完全に原料から待避する待避機構と、前記掻き取り手段を間欠自走方式で焼結原料装入方向に対して直角方向に移動可能とする機構とを備えた付着物除去装置を使用することを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項６】
原料収容装置から原料装入装置を介して付着性の高い焼結原料を焼結機のパレット上に連続供給する際に、原料装入装置に付着した焼結原料を掻き取り方式で除去する付着物除去装置であって、前記原料装入装置の原料装入方向に対して直角方向に移動可能に構成され、該原料装入装置における焼結原料付着面に接触するようにして移動する付着物掻き取り手段を備え、該付着物掻き取り手段がフレームと、さらに該フレームを補強する１もしくは２以上の格子状補強材とから成り、さらに前記フレームの振動または押圧力の変動を検出する手段を設け、前記焼結原料付着面に接触するようにして移動する際に前記フレームの振動または押圧力変動が検出されなくなるまで、掻き取りを継続する機構を備えたことを特徴とする付着物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、付着性の高い原料を連続的に供給するプロセスにおいて、原料装入部の特に原料助走板への原料の付着およびその除去作業による原料供給の乱れによる焼成の不安定化を回避することができる焼結鉱製造方法とそのための付着物除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
焼結機による焼結プロセスに代表される、一定幅を持った装置に原料を供給するプロセスにおいては、製品の品質向上および使用エネルギーの削減のため、原料供給の制御、つまり常時均一供給がもとめられるケースが多い。以下、代表例として製鉄原料となる焼結鉱を製造する焼結機に関して本発明を記述する。
【０００３】
ドワイトロイド型焼結機における焼結鉱製造プロセスでは、鉄鉱石粉、石灰粉、コークス粉等を加湿し、混合して調製した焼結原料を、原料収容装置であるサージホッパーに貯蔵させ、切出しゲートよりロールフィーダーで切出し、助走板、装入シュートを介して、移動している焼結機パレットに一定の高さになるように装入する。
【０００４】
次に、このパレット上に装入した焼結原料の表面に点火し、パレットの下側ウィンドボックスから空気を吸引しながら原料中の燃料（コークス粉）を燃焼させ、その燃焼熱で鉄鉱石粉を焼結させる。この時、サージホッパーからの焼結原料の供給が、パレット上において経時変化すること無く安定していることが安定した焼成の条件である。
【０００５】
ここで、焼結原料は造粒のために加湿されており、そのため助走板や装入シュート等に付着する。この付着は時間とともに成長し、焼結原料のパレット上へ供給する際の流れを阻害する。
【０００６】
これらの問題を解決するため、種々の付着物除去装置が提案されている。
例えば、板状の掻き取り板を原料供給方向に装入シュート上に設置し、ワイヤー等で原料供給方向と垂直方向に往復させて付着物を除去する方法が一般的に用いられている。
【０００７】
特開平７−270080号公報では装入シュート上に設けたスパイラルカッターを回転・移動させることで付着物除去を図っている。
しかしながら、これら装置を用いた方法では、装入シュート上の装置そのものが原料の流れを阻害し、偏析の乱れを増加させてしまう。さらに除去作業中即ち装置稼働中には、焼結機に連続供給中の原料が一緒に攪拌され、さらに原料偏析の乱れを引き起こす。
【０００８】
その結果、当初の目的とは逆に装置そのものが原料供給の乱れを起こす可能性がある。この結果として、焼結鉱焼成プロセスに多大な影響を与える原料通気性に偏差が生じ、これがいわゆる「焼成ムラ」となる。これにより、成品歩留や、所要エネルギー原単位の悪化、ひいては製品品質の悪化や、バラツキが増大する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、付着物除去装置の非稼働時 (待機時) および／または稼動時のいずれにおいても、原料供給流れを乱すこと無く付着物除去を行うことができ、安定した原料供給の結果、安定した焼成を可能とする焼結鉱の製造方法とそのための付着物除去装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述のような課題を解決すべく種々検討を重ね、焼結床からの排ガス温度を計測していたところ、いわゆる燃焼前線点から徐々に上昇する温度の変化を示す変曲点に相当する範囲までの地点で測定する温度変化が助走板上の供給原料の付着と一定の相関が見られることを知り、これに基づいて助走板の掻取りを行うことで、必要かつ十分な掻取りを行うことができることを知った。
【００１１】
また、そのときの掻き取り板の構造についても、種々検討を重ねたところ、格子状の掻き取り機を使用することで、付着物の除去時にも原料供給の乱れを最小限とすることが可能であることを知った。
【００１２】
ここに、本発明はその１面からは、原料収容装置 (サージホッパー) から原料装入装置を介して付着性の高い焼結原料を焼結機の走行するパレット上に連続供給して焼結原料床を形成し、このパレット上に形成された焼結原料床に着火するとともに該焼結原料床の下方から排ガスの吸引を行いながらパレットの走行時に焼結原料床の上部より下部に向かって順次焼結を行う焼結鉱の製造方法において、燃焼前線点以降の地点で排ガスの温度を測定し、この測定温度の変動量が所定値を越えたときに、前記原料装入装置に焼結原料の付着があるとして、付着物除去操作を行うことを特徴とする、焼結鉱、特に安定した焼成を可能とする焼結鉱の製造方法である。
【００１３】
ここに、本発明は別の面からは、原料収容装置から原料装入装置を介して例えば付着性の高い焼結原料を焼結機のパレット上に連続供給する際に、原料装入装置に付着した焼結原料を掻き取り方式で除去する付着物除去装置であって、前記原料装入装置の原料装入方向に対して直角方向に移動可能に構成され、該原料装入装置における焼結原料付着面に接触するようにして移動する付着物掻き取り手段を備え、該付着物掻き取り手段がフレームと、さらに該フレームを補強する１もしくは２以上の格子状補強材とから成り、さらに前記フレームの振動または押圧力の変動を検出する手段を設け、前記焼結原料付着面に接触するようにして移動する際に前記フレームの振動または押圧力変動が検出されなくなるまで、掻き取りを継続する機構を備えたことを特徴とする付着物除去装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明の実施の形態についてより具体的に説明する。
図１は、焼結機における焼結鉱製造過程とそれぞれの地点における排ガス温度との関係を示す説明図である。図中、燃焼前線点より排ガス温度は上昇を始め、途中、変曲点を経て、飽和温度に達する。なお、温度測定地点は、幅方向の中心( センター) 、端部 (サイド) など任意の地点とする。
【００１５】
図２(a) は、助走板に付着がない場合の供給原料の充填層の密度分布を示す説明図であり、図２(b) は、そのときの供給原料の充填層の幅方向におけるセンターおよび両サイドにおける温度変化を示すグラフである。温度の変動量が±10℃の範囲内におさまっていることがわかる。
【００１６】
図３(a) は、助走板の両サイドに付着が見られる場合の供給原料の充填層の密度分布を示す説明図であり、図３(b) は、そのときの供給原料の充填層の幅方向におけるセンターおよび両サイドにおける温度変化を示すグラフである。最大で±50℃の温度変動がみられる。
【００１７】
図３(a) に示すように手出しによる付着物の除去を行うと温度変化にもよく表れているように、原料の供給は均一には行われなくなり、最も密度の高い部分と最も低い部分とが同時に形成されることが分かる。色の濃淡で原料供給密度の大小を表わす。
【００１８】
図４は、本発明において使用する付着物除去装置の構成図であり、図示例は、原料装入装置を構成する助走板に付着物除去装置を設けた場合を示す。図中、幅約４ｍの助走板には所々に供給原料の付着が見られる。助走板の上方には、昇降自在のガイドレールが設けられており、このガイドレールには、モートルシリンダーを介して支持板が係合されていて、その先には、本発明にかかる掻き取り装置が設けられている。ガイドレールにはワイヤが取付られ、別途設けられたウンイチに巻き取られることのよってワイヤに取付られた前記支持板を介して掻き取り装置が助走板の幅方向 (図中、助走板の長手方向) にスライドするように構成されている。
【００１９】
このときの掻き取り装置の詳細は、別途円内に拡大図で示すが、それによれば、縦方向に設けられた補強材である縦格子を備えた枠体 (フレーム) が本体の両端に設けられている。本発明ではこれを「格子板」という。付着物除去手段は、このフレームの底部から構成され、助走板に接触しながら、原料装入方向に対して直角方向に移動するように構成されている。図示例ではフレームを前後に設け、これを適宜連結しているが、所要の付着物除去が行われる限りこのフレームの数は制限なく、一つであってもよい。
【００２０】
助走板上の付着物の除去は、この枠体の底部を構成する板材によって行われ、その場合、装置全体は、供給原料内に埋没しながら移動するため、前後の枠体は、できるだけ空間としておくことが好ましく、図示例では、枠体の補強材を兼ねて縦格子としているのである。
【００２１】
図５(a) は、図４に示す付着物除去装置を構成する格子板の稼働中の様子を示す模式的説明図であり、図５(b) は、同じく待機中の様子を示す模式的説明図である。なお、図示例では格子板は前後に二つ設けられている。
【００２２】
通常時、つまり待機中は、掻き取り部は原料供給系外にあり原料供給流れに接触することはない。付着物除去を行う場合はモートルシリンダーにより掻き取り部を助走板まで降下させ、助走板の幅方向、すなわち原料供給方向に対して垂直に横行させることで付着物を除去することが出来る。付着物除去完了後は掻き取り部を再度上昇させ待機させる。
【００２３】
本装置の掻き取り部は図４に示す通り、掻き取り板とそれを支持する部材およびこれらを横行・上下させる装置と連結させる部材とからなる。このうち支持部材は横行時に極力原料の攪拌を行わない様、強度維持が可能な範囲で細くしている。つまり、矩形フレームと縦格子から構成した。これにより付着物除去作業中も原料偏析の乱れを極力回避することが可能となった。
【００２４】
本発明では、付着物除去作業を行っていない場合には、原料助走板に対して垂直方向に稼働するシリンダー等を設置し掻き取り部を原料供給の系外に待避させることにより、原料供給の流れを乱すことの無い付着物除去装置を実現する。
【００２５】
また除去作業中においても、掻き取り板を支持する部材を例えば格子状のようにして面積を極力狭くすることで、装置が装入シュート上を横行中であっても連続供給中の原料との接触面積を極小とし、原料流れを乱すこと無く付着物除去作業を行うことが可能である。
【００２６】
装置の規模は、特に限定するものではないが、設置空間や材料費の観点からは小さいものが望ましい。また、掻き取り板部のみの構成も可能である。
ここに、本発明にかかる焼結鉱の製造方法にあっては、焼結前線、つまり焼結原料床の最下部にまで焼結が進んだ焼結機の長手方向の地点からは、排ガスの温度上昇が見られる。本発明にあってはこの焼結前線の以降の任意の地点で排ガスの温度測定を連続して行い、その前後の温度変化が所定値を超えるとき、例えば温度変動が±30％を超えるときに、原料装入装置に装入原料の付着が見られ、均一装入が阻害されていると判断するのである。
【００２７】
このときの温度測定地点は、焼結前線以降であれば特に制限はないが、温度変化の変曲点までの地点が好ましい。より好ましくは、この変曲点における測定が好ましい。かかる温度測定は、例えば幅方向に中心( センター) および両サイドで行い、それぞれの地点での温度変化から、それが所定値 (例えば±30％) を超えたときを知ることによって、例えば助走板の対応する地点での付着の形成を検出できる。その限りでは、より多くの地点での温度測定により助走板での付着発生地点をより正確に検出できる。このときの温度変化の検出、それが所定値を超えたことの判断、さらに例えば格子板から成る付着物の除去手段の始動などを一連の信号の流れで制御することができ、そのような制御機構はこれまでの説明からも当業者には自明である。
【００２８】
このようにして付着が検出されたときには、例えば助走板のような原料装入装置の付着物除去操作を行う。このときの検出データの処理と、付着の検出、そして助走板の駆動を制御する手段をさらに設けることで全操作を自動化することも可能である。
【００２９】
もちろん、温度測定を省略して経験的に付着が起こる時点を見計らって一定時間間隔で付着物除去手段を駆動させるようにしてもよい。いわばこれは簡便法である。
【００３０】
本発明の好適態様にあっては、さらに前記フレームの振動または押圧力の変動を検出する手段を設け、前記焼結原料付着面に接触するようにして移動する際に前記フレームの振動または押圧力変動が検出されなくなるまで、掻き取りを継続する機構を備えてもよい。このときの振動、押圧力変動を検出する手段は公知のものを適宜使用すればよい。
【００３１】
次に、実施例によって本発明の作用効果をより具体的に説明する。
【００３２】
【実施例】
本実施例では、図１に示す焼結装置を用い、掻き取り装置は図４に示すものを使用した。このときの掻き取り板は50cm間隔で２枚、付着除去対象物との接触面積は、対象物の１％以下であり、また、稼動範囲は対象物長さの範囲に納まる様にした。
【００３３】
生産能力9800T/D 、パレット幅3.7 ｍのセミストランド式焼結機において本発明を適用した実機試験の結果を示す。
通常操業時において、付着物は付着除去後30分経過した後に発生が確認され、その後成長していくため、本実施例では、30分毎に付着物除去装置を稼動させた。かかる装置を稼動させない場合と30分毎に稼動させた場合の焼結鉱製造の歩留をあらわす返鉱の量の変化を図６に示す。本発明を適用することにより返鉱の量は３ポイント低減した。
【００３４】
なお、本発明にかかる付着物除去装置の原料との接触面積は、待機中に原料装入系内にあり、供給中原料との接触面積が大である従来の付着物除去装置と比して20％以下であるが、従来の装置のように、掻き取り板の支持部材あるいは掻き取り板自体を大きくした場合には、駆動抵抗が大きくなり、また付着除去対象物端部までの付着除去が不十分となるため、設備自体を増強せねばならず、装置本体が大きくなると言う問題がおきる。
【００３５】
本実施例では従来のように付着物除去装置を稼動させない場合と稼働した場合との比較を行った。
図７および図８に板状の掻き取り板と格子状の掻き取り板で付着除去作業を行った際の装入密度および排ガス温度について示す。
【００３６】
図７は従来例に相当するものであり、図７(a) に示すように掻き取り板の進行に伴って最も密度の高い高密度領域と最も密度の小さい低密度領域が順次形成されてゆき、このときに図７(b) に示すように排ガス温度の変動は、上述のような高、低密度領域の形成により、±50℃にわたる。
【００３７】
一方、図８(a) 、図８(b) に示すように、本発明によれば焼結原料量の供給密度も常時適正範囲にあり、したがって、温度変動も±10℃に抑えられている。
図９(a) 〜(f) には、原料水分・配合等の操業条件を一定とした上で、本装置を使用しない場合 (図中、“従来”で示す) と使用した場合 (図中、“適用後”で示す) のエネルギー原単位および成品品質バラツキ等の変化をグラフで示す。
【００３８】
本発明にかかる装置を適用することにより、図９(a) 、(b) に示すように、生産量および、返鉱が改善した。これは図２および図３に示したように、従来は、付着の成長に伴い、装入原料の密度が変化し、排ガス温度偏差が大きく、すなわち焼成が不安定になっているのに対し、本発明にかかる装置の適用後は装入原料密度偏差が低減し、原料層の通気性が安定し、均一焼成が可能となったと考えられる。これは図９(f) の通気性のバラツキ低下でも示される。
【００３９】
このように、本発明にかかる方法を実施することにより原料の偏析が改善された結果、通気性安定・均一焼成が可能となり、成品歩留が改善し、これにより、図９(c) 、(d) に示す通り焼成燃料源であるコークスの使用量および吸引ブロワーの電力削減が可能となった。
【００４０】
また、均一焼成の効果として焼結鉱の高炉使用時における重要管理品質であるJIS 法タンブラー強度(TI)のバラツキも図９(e) に示す通り改善している。
上記のような生産性向上・品質改善は本発明によりもたらされたものであり、原料偏析を起こさないで付着物除去を可能とする本発明の優位性を裏付けるものである。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明を焼結機に適用することにより、焼結原料供給の乱れが低減され焼成が安定し、これにより焼結機の生産・エネルギー原単位および成品品質の改善が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】焼結機における焼結鉱製造過程とそれぞれの地点における排ガス温度との関係を示す説明図である。
【図２】図２(a) は、助走板に付着がない場合の供給原料の充填層の密度分布と示す説明図であり、図２(b) は、そのときの供給原料の充填層の幅方向におけるセンターおよび両サイドにおける温度変化を示すグラフである。
【図３】図３(a) は、助走板の両サイドに付着が見られる場合の供給原料の充填層の密度分布と示す説明図であり、図３(b) は、そのときの供給原料の充填層の幅方向におけるセンターおよび両サイドにおける温度変化を示すグラフである。
【図４】本発明において使用する付着物除去装置の構成図である。
【図５】図５(a) は、図４に示す付着物除去装置の稼働中の様子を示す模式的説明図であり、図５(b) は、同じく待機中の様子を示す模式的説明図である。
【図６】本発明を適用するときの返り鉱の量を従来のそれとを相対的に示すグラフである。
【図７】図７(a) は、助走板に付着がない場合の供給原料の充填層の密度分布と示す説明図であり、図７(b) は、そのときの供給原料の充填層の幅方向におけるセンターおよび両サイドにおける温度変化を示すグラフである。
【図８】図８(a) は、助走板の両サイドに付着が見られる場合の供給原料の充填層の密度分布と示す説明図であり、図８(b) は、そのときの供給原料の充填層の幅方向におけるセンターおよび両サイドにおける温度変化を示すグラフである。
【図９】図９(a) ないし(f) は、それぞれ実施例の結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003835239.tif 000008
【図８】
0003835239.tif 000009
【図９】
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