JP5699453B2 - Sintering machine and method for producing sintered ore - Google Patents
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Description
本発明は、焼結鉱を製造する下方吸引式のドワイトロイド(DL)焼結機および焼結鉱の製造方法に関する。 The present invention relates to a downward suction type Dwytroid (DL) sintering machine for producing sintered ore and a method for producing sintered ore.
高炉製銑法の主原料である焼結鉱は、一般に、図24に示すような工程を経て製造される。焼結鉱の原料は、鉄鉱石粉、製鉄所内回収粉、焼結鉱篩下粉(返鉱)、石灰石およびドロマイトなどの含CaO系副原料、生石灰等の造粒助剤、コークス粉や無煙炭などであり、これらの原料は、複数のホッパー1の各々から、コンベヤ上に所定の割合で切り出される。切り出された原料は、ドラムミキサー2、ドラムミキサー3等によって適量の水が加えられ、混合、造粒されて、3.0〜6.0mmの平均径を有する擬似粒子である焼結原料とされる。一方、整粒した塊鉱石を床敷ホッパー4から切り出して焼結機パレット8のグレート上に床敷層を形成させる。 Sinter ore, which is the main raw material for the blast furnace ironmaking method, is generally manufactured through a process as shown in FIG. The raw materials for sintered ore include iron ore powder, iron mill recovered powder, sintered ore sieving powder (returning), CaO-containing auxiliary raw materials such as limestone and dolomite, granulation aids such as quick lime, coke powder and anthracite These raw materials are cut out from each of the plurality of hoppers 1 at a predetermined ratio on a conveyor. The cut out raw material is added with an appropriate amount of water by the drum mixer 2, the drum mixer 3 and the like, mixed and granulated to obtain a sintered raw material which is a pseudo particle having an average diameter of 3.0 to 6.0 mm. The On the other hand, the sized coarse ore is cut out from the floor hopper 4 to form a floor layer on the great of the sintering machine pallet 8.
焼結原料は、焼結機上に配置されているサージホッパー5からドラムフィーダー6と切り出しシュート7を介して、無端移動式の焼結機パレット8上の床敷層上に装入され、焼結ベッドともいわれる焼結原料の装入層9を形成する。装入層の厚さ(高さ)は通常400〜800mm前後である。その後、装入層9の上方に設置された点火炉10で、この装入層9の表層中の炭材に点火するとともに、パレット8の下に配設されているウインドボックス11を介して空気を下方に吸引することにより、該装入層中の炭材を順次燃焼させ、このときに発生する燃焼熱によって、前記焼結原料を燃焼、溶融して焼結ケーキを得る。このようにして得た焼結ケーキは、その後、破砕、整粒され、5.0mm以上の塊成物からなる成品焼結鉱として回収される。 The sintering raw material is charged on the floor layer on the endless moving type sintering machine pallet 8 through the drum feeder 6 and the cutting chute 7 from the surge hopper 5 arranged on the sintering machine, and sintered. A charge layer 9 of a sintering raw material, also called a binding bed, is formed. The thickness (height) of the charging layer is usually around 400 to 800 mm. Thereafter, the ignition furnace 10 installed above the charging layer 9 ignites the carbonaceous material in the surface layer of the charging layer 9 and air through a wind box 11 disposed under the pallet 8. Is sucked downward to sequentially burn the carbonaceous material in the charging layer, and the sintered raw material is burned and melted by the combustion heat generated at this time to obtain a sintered cake. The sintered cake thus obtained is then crushed and sized, and recovered as a product sintered ore comprising agglomerates of 5.0 mm or more.
上記製造プロセスにおいては、まず、点火炉10により装入層表層に点火が行われる。点火された装入層中の炭材は、ウインドボックスによって装入層の上層部から下層部に向かって吸引される空気によって幅をもって燃焼を続け、その燃焼帯は、パレット8の移動につれて次第に下層に進行する。この燃焼の進行にともない、装入層の焼結原料粒子中に含まれる水分は、炭材の燃焼で発生する熱によって気化し、下方に吸引されて、まだ温度が上昇していない下層の焼結原料中に濃縮し、湿潤帯を形成する。その水分濃度がある程度以上になると、吸引ガスの流路である原料粒子間の空隙を、水分が埋めるようになり、通気抵抗を増大させる。なお、燃焼帯に発生する焼結反応に必要な溶融部分も、通気抵抗を高める要因となる。 In the manufacturing process, first, the ignition layer 10 is ignited by the ignition furnace 10. The ignited charcoal in the charging layer continues to burn with a width by the air sucked from the upper layer part of the charging layer toward the lower layer part by the windbox, and the combustion zone gradually becomes lower as the pallet 8 moves. Proceed to. As the combustion progresses, the moisture contained in the sintering raw material particles of the charging layer is vaporized by the heat generated by the combustion of the carbonaceous material, sucked downward, and the lower layer that has not yet risen in temperature is burned. Concentrate in the raw material to form a wet zone. If the moisture concentration exceeds a certain level, moisture fills the gaps between the raw material particles, which are the flow paths of the suction gas, and the ventilation resistance is increased. Note that the melted portion necessary for the sintering reaction that occurs in the combustion zone is also a factor that increases the ventilation resistance.
焼結機の生産量(t/hr)は、一般に、焼結生産率(t/hr・m2)×焼結機面積
(m2)により決定される。即ち、焼結機の生産量は、焼結機の機幅や機長、原料堆積層
の厚さ(装入層厚さ)、焼結原料の嵩密度、焼結(燃焼)時間、歩留などにより変化する。そして、焼結鉱の生産量を増加させるには、装入層の通気性(圧損)を改善して焼結時間を短縮する、あるいは、破砕前の焼結ケーキの冷間強度を高めて歩留を向上することなどが有効であると考えられている。
図25は、厚さが600mmの装入層中を移動する燃焼帯の前線が、該装入層のパレットの約400mm上(装入層表面から200mm下)の位置にあるときにおける装入層内の圧損と温度の分布を示したものである。このときの圧損分布は、湿潤帯におけるものが約60%、燃焼・溶融帯におけるものが約40%である。
The production amount (t / hr) of the sintering machine is generally determined by the sintering production rate (t / hr · m 2 ) × sintering machine area (m 2 ). That is, the production volume of the sintering machine includes the machine width and length of the sintering machine, the thickness of the raw material deposition layer (charge layer thickness), the bulk density of the sintering raw material, the sintering (combustion) time, the yield, etc. It depends on. In order to increase the production of sintered ore, the air permeability (pressure loss) of the charging layer is improved to shorten the sintering time, or the cold strength of the sintered cake before crushing is increased. It is considered effective to improve the retention.
FIG. 25 shows the charge layer when the front of the combustion zone moving through the charge layer having a thickness of 600 mm is located approximately 400 mm above the pallet of the charge layer (200 mm below the charge layer surface). This shows the pressure loss and temperature distribution. The pressure loss distribution at this time is about 60% in the wet zone and about 40% in the combustion / melt zone.
図26は、焼結鉱の高生産時と低生産時、即ち、パレット移動速度が速い時と遅い時の装入層内の温度分布を示したものである。原料粒子が溶融し始める1200℃以上の温度
に保持される時間(以降、「高温域保持時間」と称する)は、低生産の場合にはt1、生
産性を重視した高生産の場合にはt2で表されている。高生産の時には、パレットの移動
速度が速いため、高温域保持時間t2が低生産の時のt1と比べて短くなる。高温域保持時間が短くなると、焼成不足となり易く、焼結鉱の冷間強度が低下し、歩留が低下する。したがって、高強度焼結鉱の生産性を上げるためには、短時間の焼結でも、焼結ケーキの強度、即ち焼結鉱の冷間強度を上げて、歩留の維持、向上を図ることができる何らかの手段を講じる必要がある。なお、焼結鉱の冷間強度を表す指標としては、一般に、SI(シャッターインデックス)、TI(タンブラーインデックス)が用いられる。
FIG. 26 shows the temperature distribution in the charging layer at the time of high production and low production of sintered ore, that is, when the pallet moving speed is fast and slow. The time during which the raw material particles begin to melt at a temperature of 1200 ° C. or higher (hereinafter referred to as “high temperature region holding time”) is t 1 in the case of low production, and in the case of high production with an emphasis on productivity. It is represented by t 2. Since the pallet moving speed is high during high production, the high temperature region holding time t 2 is shorter than t 1 during low production. When the high temperature region holding time is shortened, firing is likely to be insufficient, the cold strength of the sintered ore is lowered, and the yield is lowered. Therefore, in order to increase the productivity of high-strength sinter, increase the strength of the sintered cake, that is, the cold strength of the sinter, to maintain and improve the yield even during short-time sintering. It is necessary to take some measures to be able to. In general, SI (shutter index) and TI (tumbler index) are used as indices representing the cold strength of sintered ore.
図27(a)は焼結機パレット上の装入層における焼結の進行過程を、図27(b)は装入層内の焼結過程における温度分布(ヒートパターン)を、図27(c)は焼結ケーキの歩留分布を示したものである。図27(b)からわかるように、装入層の上部は下層部に比べて温度が上昇し難く、高温域保持時間も短くなる。そのため、この装入層上部では、燃焼溶融反応(焼結化反応)が不十分となり、焼結ケーキの強度が低くなるため、図27(c)に示すように、歩留が低く、生産性の低下を招く要因となっている。
従来、多種にわたって歩留り向上による生産性向上を目的とした技術が提案されている。
FIG. 27A shows the progress of sintering in the charging layer on the sintering machine pallet, FIG. 27B shows the temperature distribution (heat pattern) in the sintering process in the charging layer, and FIG. ) Shows the yield distribution of the sintered cake. As can be seen from FIG. 27 (b), the temperature of the upper portion of the charging layer is less likely to rise than the lower layer portion, and the high temperature region holding time is also shortened. Therefore, in the upper part of the charging layer, the combustion and melting reaction (sintering reaction) becomes insufficient, and the strength of the sintered cake is lowered. Therefore, as shown in FIG. It is a factor that causes a decline in
Conventionally, a variety of techniques for improving productivity by improving yield have been proposed.
例えば、特許文献1では、焼結原料を焼結機パレット上に装入後、点火炉において点火を行うまでの間、装入層表層へ300℃程度の熱風を吹き付け、装入層上部のみを高温となし、この高温となった装入層表層に点火を行うことによって、点火時の熱衝撃を緩和し、造粒粒子の破壊による通気性の悪化とそれによる生産率の低下を防止する方法が提案されている。 For example, in Patent Document 1, hot air of about 300 ° C. is blown to the surface of the charging layer until the sintering raw material is ignited in the ignition furnace after charging the sintering raw material onto the sintering machine pallet, and only the upper portion of the charging layer is sprayed. A method of igniting the thermal shock at the time of ignition by igniting the surface layer of the charged layer that has become high temperature, and preventing deterioration of air permeability due to the destruction of granulated particles and reduction of the production rate due to this Has been proposed.
また、特許文献2では、焼結機のパレット上に体積させた焼結原料の装入層の上から各種の気体燃料を供給して、装入層内の最高到達温度、高温保持時間、もしくはその両方を調整し、装入層全体の通気性を悪化させることなく、高強度の焼結鉱を高歩留りで製造する方法が提案されている。
さらに、特許文献3では、粉鉱石の焼結作業中、すなわち焼結機のパレット、又はベッド上に焼結原料を装入充填し、その焼結原料の点火後において、油脂類液体燃料例えば重油を焼結原料の表面に散布することにより、表面の粉鉱石を硬く焼結する焼結鉱の製造方法が提案されている。
Moreover, in patent document 2, various gaseous fuel is supplied from the top of the charging layer of the sintering raw material made to volume on the pallet of a sintering machine, the highest ultimate temperature in a charging layer, high temperature holding time, or A method has been proposed in which both are adjusted and a high-strength sintered ore is produced at a high yield without deteriorating the air permeability of the entire charged layer.
Furthermore, in Patent Document 3, during the sintering operation of the fine ore, that is, the sintered raw material is charged and charged onto the pallet or bed of the sintering machine, and after the sintered raw material is ignited, the oil and fat liquid fuel, for example, heavy oil A method for producing a sintered ore has been proposed in which the powdered ore on the surface is sintered hard by spraying the surface of the sintered raw material.
焼結鉱の品質制御において重要なことは、燃焼時の最高到達温度や高温保持時間などの制御が重要であり、これらの制御によって焼結鉱品質が決定される。特許文献2に記載された従来例では、装入層上層に気体燃料を吹き込むことによって最高到達温度を1205〜1350℃に調整し、高温保持時間を延長させることができる。しかしながら、特許文献2に記載された従来例は、焼結鉱製造工場に気体燃料のインフラストラクチャーを有していることが前提であり、気体燃料の供給が不可能な場合には適用することができないという未解決の課題がある。 What is important in quality control of sintered ore is control of the maximum temperature reached during combustion and high temperature holding time, and the quality of sintered ore is determined by these controls. In the conventional example described in Patent Document 2, the maximum temperature reached can be adjusted to 1205-1350 ° C. by blowing gaseous fuel into the upper layer of the charging layer, and the high temperature holding time can be extended. However, the conventional example described in Patent Document 2 is based on the premise that the sinter ore manufacturing plant has an infrastructure of gaseous fuel, and can be applied when supply of gaseous fuel is impossible. There is an unresolved issue that cannot be solved.
また、特許文献3に記載された従来例では、引火点の高い重油などでは、散布時にケー
キ表面に残留することが予測される。ケーキ表面に残留した油分は様々な弊害をもたらすことが予測される。例えば、焼結鉱を粉砕する際に、赤熱した焼結鉱と油分を含んだ焼結鉱が接触することにより、クラッシャー後の工程で焼結鉱が燃焼する可能性がある。また、クラッシャーでの粉砕時に発生する油分を含んだダストは電気集塵機(EP)で火災を起こす原因となる可能性がある。さらに、油分を含んだダストは集塵効率を低下させることが知られている。また、油分がクラッシャーやベルトコンベヤに付着し、ハンドリング性能が悪化し、メンテナンス回数の増加が予測されるなどの未解決の課題がある。
Moreover, in the prior art example described in Patent Document 3, it is predicted that heavy oil having a high flash point will remain on the cake surface when sprayed. The oil remaining on the cake surface is expected to cause various harmful effects. For example, when the sintered ore is pulverized, the sintered ore containing red oil may come into contact with the sintered ore containing oil, so that the sintered ore may burn in the process after the crusher. In addition, dust containing oil generated during crushing with a crusher may cause a fire in an electric dust collector (EP). Furthermore, it is known that dust containing oil reduces the dust collection efficiency. In addition, there are unsolved problems such as oil adhering to the crusher and belt conveyor, handling performance deteriorates, and an increase in the number of maintenance is predicted.
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、液体燃料を使用して、焼結時の最高到達温度及び高温保持時間を調節する際に、散布する液体燃料の使用効率を向上させ、ケーキ表面に残留する液体燃料の量を低減することが可能な焼結機および焼結鉱の製造方法を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and is applied when adjusting the maximum temperature reached during sintering and the high temperature holding time using liquid fuel. An object of the present invention is to provide a sintering machine and a method for producing a sintered ore capable of improving the use efficiency of liquid fuel and reducing the amount of liquid fuel remaining on the cake surface.
上記目的を達成するために、本発明の一の形態に係る焼結機は、循環移動するパレットと、該パレット上に粉鉱石と炭材を含む焼結原料を装入して装入層を形成する原料供給装置と、前記パレット上の焼結原料中の炭材に点火する点火炉と、前記パレットの下方に空気を吸引するウインドボックスとを備え、前記装入層内の炭材を燃焼させて焼結ケーキを生成する焼結機であって、前記点火炉の下流側に配設され、前記装入層上方で、150℃以上の沸点を有する液体燃料を粒径100μm以下に微粒化して噴射する液体燃料噴射装置と、該液体燃料噴射装置の上方に設けられ、前記液体燃料噴射装置から噴射され、かつ、前記装入層内に吸引された粒径100μm以下の前記液体燃料に気化を促進させる温度の熱風を供給する熱風供給装置とを備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a sintering machine according to an embodiment of the present invention includes a pallet that circulates and a sinter raw material containing fine ore and carbonaceous material on the pallet to form a charging layer. A raw material supply device to be formed, an ignition furnace for igniting the carbonaceous material in the sintered raw material on the pallet, and a wind box for sucking air below the pallet, and burning the carbonaceous material in the charging layer A sintering machine for producing a sintered cake by atomizing a liquid fuel having a boiling point of 150 ° C. or more above the charging layer and having a boiling point of 100 μm or less above the charging layer. a liquid fuel injection device for injecting Te, provided above the liquid fuel injector, is injected from the liquid fuel injection device and vaporizing the liquid fuel of less aspirated particle size 100μm to in the sintering bed A hot air supply device for supplying hot air at a temperature that promotes It is characterized by having.
また、本発明の他の形態に係る焼結機は、前記液体燃料噴射装置が、圧縮気体供給源と、液体燃料供給源と、前記圧縮気体供給源からの圧縮気体及び前記液体燃料供給源からの液体燃料を混合することにより微粒化して前記装入層上に水平方向に噴射するスプレー機構とを備えていることを特徴としている。 Further, in the sintering machine according to another aspect of the present invention, the liquid fuel injection device includes a compressed gas supply source, a liquid fuel supply source, a compressed gas from the compressed gas supply source, and the liquid fuel supply source. And a spray mechanism for atomizing the liquid fuel and injecting it horizontally onto the charging layer .
また、本発明の他の形態に係る焼結機は、前記熱風の温度が、前記液体燃料の引火点以上で発火点以下の温度領域に設定されていることを特徴としている。
また、本発明他の形態に係る焼結機は、前記熱風の温度が、前記焼結ケーキの表面に残留する液体燃料の残油率を2%以下に抑制する温度に設定されていることを特徴としている。
Moreover, the sintering machine according to another aspect of the present invention is characterized in that the temperature of the hot air is set in a temperature region that is higher than the flash point of the liquid fuel and lower than the ignition point.
In the sintering machine according to another embodiment of the present invention, the temperature of the hot air is set to a temperature that suppresses the residual oil ratio of the liquid fuel remaining on the surface of the sintered cake to 2% or less. It is a feature.
また、本発明の他の形態に係る焼結機は、前記熱風の温度が、88℃以上で200℃以下の範囲内の温度に設定されていることを特徴としている。
また、本発明の他の形態に係る焼結機は、前記液体燃料が、常温近傍で液体状態である石油系液体燃料、アルコール類液体燃料、エーテル類液体燃料、その他の炭化水素系化合物類液体燃料の少なくとも1つが用いられていることを特徴としている。
また、本発明の他の形態に係る焼結機は、前記液体燃料が重油であることを特徴としている。
In the sintering machine according to another aspect of the present invention, the temperature of the hot air is set to a temperature in the range of 88 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.
Further, in the sintering machine according to another aspect of the present invention, the liquid fuel is a petroleum liquid fuel, an alcohol liquid fuel, an ether liquid fuel, or other hydrocarbon compound liquid in which the liquid fuel is in a liquid state near normal temperature. It is characterized in that at least one fuel is used.
A sintering machine according to another embodiment of the present invention is characterized in that the liquid fuel is heavy oil.
また、本発明の一の形態に係る焼結鉱の製造方法は、循環移動するパレット上に、原料供給装置によって粉鉱石と炭材を含む焼結原料を装入して装入層を形成して点火炉へ搬送し、当該装入層中の炭材に点火すると共に、前記パレットの下方に配設されたウインドボックスによって空気を吸引するようにした焼結鉱の製造方法であって、前記点火炉の下流側における前記装入層の上方側で液体燃料噴射装置によって、150℃以上の沸点を有する液体燃料を粒径100μm以下に微粒化して噴射するとともに、熱風供給装置で、前記液体燃料噴射装置から噴射され、かつ、前記装入層内に吸引された粒径100μm以下の前記液体燃料に気化を促進させる温度の熱風を供給することを特徴としている。
また、本発明の他の形態に係る焼結鉱の製造方法は、前記液体燃料は重油であることを特徴としている。
また、本発明の他の形態に係る焼結鉱の製造方法は、前記熱風の温度は、ケーキ表面に残留する液体燃料の残油率を2%以下に抑制する温度に設定されていることを特徴としている。
Further, in the method for producing sintered ore according to one aspect of the present invention, a charged layer is formed by charging a raw material supply device with a sintered raw material containing fine ore and carbonaceous material on a circulating pallet. A sintered ore manufacturing method in which the carbon material in the charging layer is ignited and air is sucked by a wind box disposed below the pallet, The liquid fuel having a boiling point of 150 ° C. or higher is atomized to a particle size of 100 μm or less by the liquid fuel injection device on the downstream side of the ignition furnace and above the charging layer, and the liquid fuel is injected by the hot air supply device. It injected from the injection device, and is characterized by supplying the hot air temperature to promote vaporization to the sintering bed the liquid fuel of less aspirated particle size 100μm to within.
Moreover, the manufacturing method of the sintered ore which concerns on the other form of this invention is characterized by the said liquid fuel being heavy oil.
In the method for producing sintered ore according to another embodiment of the present invention, the temperature of the hot air is set to a temperature at which the residual oil ratio of the liquid fuel remaining on the cake surface is suppressed to 2% or less. It is a feature.
本発明によれば、点火炉の下流側に、装入層上方で、液体燃料を微粒化して水平方向に噴射する液体燃料噴射装置と、この液体燃料噴射装置の上方から微粒化した液体燃料の気化を促進する熱風を供給する熱風供給装置とを備えているので、この液体燃料噴射装置で噴射された微粒化された液体燃料が装入層上に均一分散され、この均一分散された微粒化された液体燃料が熱風とともにウインドボックスによって装入層内に吸引されるので、装入層内で揮発されて、気体燃料を使用する場合と同様に、微粒化液体燃料の供給位置や燃焼時の最高到達温度、高温域保持時間を制御することができ、燃焼不足から、焼結鉱の冷間強度が低くなり易い装入層上部のみならず、装入層中層以下の任意の部分における焼結鉱強度を高めるような操業を行うことができる。 According to the present invention, on the downstream side of the ignition furnace, the liquid fuel injection device that atomizes the liquid fuel and injects it in the horizontal direction above the charging layer, and the liquid fuel atomized from above the liquid fuel injection device. And a hot air supply device for supplying hot air for promoting vaporization, so that the atomized liquid fuel injected by this liquid fuel injection device is uniformly dispersed on the charging layer, and this uniformly dispersed atomization Since the liquid fuel is sucked into the charging layer together with hot air by the wind box, it is volatilized in the charging layer and, as in the case of using gaseous fuel, the atomized liquid fuel supply position and The maximum temperature and holding time of the high temperature range can be controlled, and sintering not only in the upper part of the charging layer where the cold strength of the sintered ore tends to be low due to insufficient combustion, but also in any part below the middle layer of the charging layer Operate operations to increase ore strength It is possible.
しかも、液体燃料を微粒化して噴射することにより、液体燃料をそのまま使用した場合のように引火等が懸念されることはなく、微粒化された液体燃料の原料装入層中への導入を安全かつ安定して行うことができる。
さらに、微粒化された液体燃料に熱風を供給するので、液体燃料の気化を促進し、焼結ケーキ表面に残る液体燃料の残油率を大幅に低減することができる。
In addition, by atomizing the liquid fuel and injecting it, there is no concern about igniting as in the case of using the liquid fuel as it is, and it is safe to introduce the atomized liquid fuel into the raw material charging layer. And can be carried out stably.
Furthermore, since hot air is supplied to the atomized liquid fuel, vaporization of the liquid fuel can be promoted, and the residual oil ratio of the liquid fuel remaining on the surface of the sintered cake can be greatly reduced.
本発明の焼結機を用いた焼結鉱の製造方法は、装入工程、点火工程、液体燃料供給工程および焼結工程とから構成されている。この製造方法において、上記装入工程は、循環移動するパレット上に粉鉱石と炭材を含む焼結原料を装入して、パレット上に焼結原料の装入層を形成する工程であり、上記点火工程は、点火炉を使って装入層上表面の炭材に点火する工程である。また、上記液体燃料供給工程は、液体燃料噴射装置から微粒化された液体燃料を装入層上方の空気中に水平方向に噴射する工程であり、上記焼結工程は、パレット下に配置されたウインドボックスの吸引力により上記微粒化された液体燃料と所定温度の熱風とを装入層内に吸引し、該微粒化された液体気体燃料を装入層内において燃焼させると同時に、装入層内に吸引した空気により、該装入層内の炭材を燃焼させ、これらの燃焼によって発生する熱によって、焼結原料を焼結し、焼結ケーキを生成させる工程である。 The manufacturing method of the sintered ore using the sintering machine of this invention is comprised from the charging process, the ignition process, the liquid fuel supply process, and the sintering process. In this manufacturing method, the charging step is a step of charging a sintered raw material containing fine ore and carbonaceous material on a circulating pallet and forming a charging layer of the sintered raw material on the pallet, The ignition step is a step of igniting the carbon material on the upper surface of the charging layer using an ignition furnace. The liquid fuel supply step is a step of injecting the liquid fuel atomized from the liquid fuel injection device into the air above the charging layer in the horizontal direction, and the sintering step is disposed under the pallet. The atomized liquid fuel and hot air at a predetermined temperature are sucked into the charging layer by the suction force of the wind box, and the atomized liquid gaseous fuel is combusted in the charging layer. This is a step of burning the carbonaceous material in the charging layer with the air sucked in, and sintering the sintered raw material with the heat generated by the combustion to produce a sintered cake.
本発明において、点火炉の下流側で、上記のように装入層の上方で微粒化された液体燃料を大気中に水平方向に噴射することにより、引火等を抑制しながら微粒化された液体燃料を装入層上に均一分散させることができ、ウインドボックスの空気吸引によって装入層内で揮発させることができる。
図1は、本発明に係る焼結機の一実施形態を示す概略構成図である。この図1においては、前述した従来例と同様に、鉄鉱石粉、製鉄所内回収粉、焼結鉱篩下粉、石灰石およびドロマイトなどの含CaO系副原料、生石灰等の造粒助剤、コークス粉や無煙炭などの燒結原料を複数のホッパー1からコンベヤ上に所定の割合で切り出し、切り出した原料をドラムミキサー2,ドラムミキサー3等によって適量の水を加えて混合、造粒されて、3.0〜6.0mmの平均径を有する擬似粒子である焼結原料とされてサージホッパー5に貯留される。一方、所定粒径に整粒した塊鉱石を床敷ホッパー4から切り出して焼結機パレット8のグレート上に床敷層を形成する。
In the present invention, on the downstream side of the ignition furnace, the liquid atomized above the charging layer as described above is injected into the atmosphere in the horizontal direction, thereby atomizing the liquid while suppressing ignition and the like The fuel can be uniformly dispersed on the charging layer and can be volatilized in the charging layer by air suction of the windbox.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a sintering machine according to the present invention. In FIG. 1, as in the conventional example described above, iron ore powder, iron mill recovered powder, sintered ore sieving powder, CaO-containing auxiliary raw materials such as limestone and dolomite, granulation aid such as quick lime, coke powder Sintered raw materials such as coal and anthracite are cut out from a plurality of hoppers 1 on a conveyor at a predetermined ratio, and the cut out raw materials are mixed and granulated by adding an appropriate amount of water using a drum mixer 2, a drum mixer 3, etc. The sintered raw material which is a pseudo particle having an average diameter of ˜6.0 mm is stored in the surge hopper 5. On the other hand, the lump ore adjusted to a predetermined particle size is cut out from the bedding hopper 4 to form a bedding layer on the grate of the sintering machine pallet 8.
そして、サージホッパー5から燒結原料がドラムフィーダー6と切り出しシュート7を介して、無端移動式の焼結機パレット8上の床敷層上に装入され、焼結ベッドともいわれる装入層9を形成する。装入層の厚さ(高さ)は通常400〜800mm前後である。その後、装入層9の上方に設置された点火炉10で、この装入層9の表層中の炭材に点火するとともに、パレット8の下に配設されているウインドボックス11を介して空気を下方に吸引することにより、該装入層中の炭材を順次燃焼させる。 Then, the sintered raw material is charged from the surge hopper 5 through the drum feeder 6 and the cutting chute 7 onto the floor layer on the endless moving type sintering machine pallet 8, and the charging layer 9, also called a sintering bed, is formed. Form. The thickness (height) of the charging layer is usually around 400 to 800 mm. Thereafter, the ignition furnace 10 installed above the charging layer 9 ignites the carbonaceous material in the surface layer of the charging layer 9 and air through a wind box 11 disposed under the pallet 8. Is sucked downward to sequentially burn the carbonaceous material in the charging layer.
そして、点火炉10の下流側に、装入層9の上方側で液体燃料を微粒化して略水平方向へ噴射する液体燃料噴射装置15が配設されている。
この液体燃料噴射装置15は、点火炉10の下流側且つ燃焼・溶融帯が装入層9中を進行する過程におけるパレット進行方向の何れかの位置に一つ以上配設され、装入層9中への液体燃料ミストの供給は、装入層9中の炭材への点火後の位置で行われるのが好ましい。この液体燃料噴射装置15は、点火炉10の下流側で、燃焼前線が表層下に進行した以降の任意の位置に一つ又は複数個配設されるものであり、目標とする製品焼結鉱の冷間強度を調整する観点から、大きさ、位置、配置数が後述するように決められる。
A liquid fuel injection device 15 that atomizes the liquid fuel on the upper side of the charging layer 9 and injects it in a substantially horizontal direction is disposed downstream of the ignition furnace 10.
One or more liquid fuel injection devices 15 are disposed downstream of the ignition furnace 10 and at any position in the pallet traveling direction in the process in which the combustion / melting zone proceeds in the charging layer 9. The supply of the liquid fuel mist to the inside is preferably performed at a position after ignition of the carbonaceous material in the charging layer 9. One or a plurality of liquid fuel injection devices 15 are disposed downstream of the ignition furnace 10 at any position after the combustion front has traveled below the surface layer. From the viewpoint of adjusting the cold strength, the size, position, and number of arrangements are determined as described later.
この液体燃料噴射装置15は、図2に示すように、焼結機パレット8の上部を覆うフード16を有し、このフード16の上部に比較的大きな面積の開口17が設けられている。
このフード16内には、図2及び図4に示すように、装入層9の上方に焼結機パレット8の搬送方向に沿う圧縮空気供給配管21及び液体燃料供給配管22が焼結機パレット8の搬送方向と直交する幅方向に所定間隔を保って複数例えば9組平行に配設されている。
As shown in FIG. 2, the liquid fuel injection device 15 includes a hood 16 that covers an upper portion of the sintering machine pallet 8, and an opening 17 having a relatively large area is provided on the upper portion of the hood 16.
As shown in FIGS. 2 and 4, in the hood 16, a compressed air supply pipe 21 and a liquid fuel supply pipe 22 along the conveying direction of the sintering machine pallet 8 are disposed above the charging layer 9. A plurality of, for example, 9 sets, for example, are arranged in parallel with a predetermined interval in the width direction perpendicular to the conveyance direction.
各圧縮空気供給配管21及び液体燃料供給配管22の下面側には焼結機パレット8の搬送方向に所定距離を保ってスプレー機構23が配設されている。これらスプレー機構23は、焼結機パレット8の幅方向に隣接するスプレー機構23が対向しないように、焼結機パレット8の搬送方向にスプレー機構23が千鳥状に配列されている。なお、圧縮空気供給配管21及び液体燃料供給配管22の組数は9組に限定されるものではなく、複数本、3〜15組配設することが好ましい。 A spray mechanism 23 is disposed on the lower surface side of each compressed air supply pipe 21 and liquid fuel supply pipe 22 while maintaining a predetermined distance in the conveying direction of the sintering machine pallet 8. The spray mechanisms 23 are arranged in a staggered manner in the transport direction of the sintering machine pallet 8 so that the spray mechanisms 23 adjacent in the width direction of the sintering machine pallet 8 do not face each other. In addition, the number of sets of the compressed air supply pipe 21 and the liquid fuel supply pipe 22 is not limited to nine sets, and it is preferable to arrange a plurality of sets of 3 to 15 sets.
各スプレー機構23は、図3に拡大図示するように、圧縮気体供給管21の下面に連結された垂直配管24と、この垂直配管24の中間部に形成された混合部25と、この混合部25と液体燃料供給管22の下面との間を連結する連結配管26と、垂直配管24の下端に配設された焼結機パレット8の幅方向に二股状に分岐する分岐噴射部27とで構成されている。 As shown in an enlarged view in FIG. 3, each spray mechanism 23 includes a vertical pipe 24 connected to the lower surface of the compressed gas supply pipe 21, a mixing unit 25 formed at an intermediate portion of the vertical pipe 24, and the mixing unit. 25 and a lower surface of the liquid fuel supply pipe 22, and a branch injection section 27 that branches in a bifurcated manner in the width direction of the sintering machine pallet 8 disposed at the lower end of the vertical pipe 24. It is configured.
分岐噴射部27は、垂直配管24を挟んで対称的な2つの噴射ノズル部28a及び28bを有する。これら噴射ノズル部28a及び28bから例えば100μm以下の微粒子に微粒化した液体燃料ミスト29が略水平方向に噴射される。
ここで、液体燃料ミスト29の粒径を100μm以下に設定する理由は、粒径が100μmを超えると、装入層9の表層部に残存する部分が発生し、表層部で燃焼し始めることにより、装入層9内の燃焼不足となる上層及び中層部の高温域保持時間の延長に寄与せず、無駄となる。
The branch injection unit 27 includes two symmetrical injection nozzle units 28 a and 28 b with the vertical pipe 24 interposed therebetween. From these injection nozzle portions 28a and 28b, a liquid fuel mist 29 atomized into fine particles of, for example, 100 μm or less is injected in a substantially horizontal direction.
Here, the reason why the particle size of the liquid fuel mist 29 is set to 100 μm or less is that when the particle size exceeds 100 μm, a portion remaining in the surface layer portion of the charging layer 9 is generated and starts to burn in the surface layer portion. In addition, it does not contribute to the extension of the high temperature region holding time of the upper layer and the middle layer, which is insufficient in combustion in the charging layer 9, and is wasted.
また、液体燃料ミスト29の粒径は小さいほど好ましいが、粒径を小さくするほど発生量が減少することから、液体燃料ミスト29の粒径は50μm以下で且つ20μm以上に選定することが好ましい。
液体ミスト29の粒径が50μm以下であると、装入層9の上方及び表層部での燃焼を抑制して、表層に形成される焼結ケーキ内の亀裂部分を通過するか、又は焼結ケーキで一旦気化し、焼結ケーキを気体状態で通過して、燃焼・溶融帯に達して燃焼する。
Further, the particle size of the liquid fuel mist 29 is preferably as small as possible, but since the generation amount decreases as the particle size is decreased, the particle size of the liquid fuel mist 29 is preferably selected as 50 μm or less and 20 μm or more.
When the particle size of the liquid mist 29 is 50 μm or less, the combustion above the charging layer 9 and in the surface layer portion is suppressed, and the liquid mist 29 passes through a crack portion in the sintered cake formed on the surface layer or is sintered. It vaporizes once in the cake, passes through the sintered cake in a gas state, reaches the combustion / melting zone, and burns.
また、粒径が20μm未満であると液体燃料ミスト29の発生量が減少して、液体燃料澄人29の装入層9への導入によって、高温域保持時間を延長する良好な効果を発揮することができない。
噴射ノズル部28a及び28bのそれぞれはその中心線が垂直配管26から先端に行くに従い徐々に下がる僅かな先下がり勾配となる垂直配管24の中心軸に対して例えば85度程度の開角となるように設定されている。このように噴射ノズル部28a及び28bが僅かな先下がり勾配とされていることにより、液体燃料ミストの噴射を終了した際に、液体燃料ミストが噴射ノズル部28a及び28b内に液体として残留することなく、全て滴下される。
Further, when the particle size is less than 20 μm, the generation amount of the liquid fuel mist 29 is reduced, and by introducing the liquid fuel mist 29 into the charging layer 9, a good effect of extending the high temperature region holding time is exhibited. I can't.
Each of the injection nozzle portions 28a and 28b has an opening angle of, for example, about 85 degrees with respect to the central axis of the vertical pipe 24, which has a slight downward slope that the center line gradually decreases from the vertical pipe 26 toward the tip. Is set to As described above, since the injection nozzle portions 28a and 28b have a slight downward slope, the liquid fuel mist remains as liquid in the injection nozzle portions 28a and 28b when the injection of the liquid fuel mist is finished. All are dripped.
また、スプレー機構23が焼結機パレット8の搬送方向に千鳥状に配列されているので、各スプレー機構23の噴射ノズル部28a及び28bから噴射された液体燃料ミスト29は、図5に示すように、互いに干渉することがなく、均一に分散されて装入層9上に噴射される。その後、焼結機パレット8下の図示されていないウインドボックスの吸引力を利用して、装入層9の表層に生成した焼結ケーキを経て、装入層の深部(下層)にまで導入される。 Further, since the spray mechanisms 23 are arranged in a staggered manner in the conveying direction of the sintering machine pallet 8, the liquid fuel mist 29 injected from the injection nozzle portions 28a and 28b of each spray mechanism 23 is as shown in FIG. In addition, they are uniformly dispersed and injected onto the charging layer 9 without interfering with each other. Then, using the suction force of a wind box (not shown) under the sintering machine pallet 8, the sintered cake generated on the surface layer of the charging layer 9 is introduced to the deep part (lower layer) of the charging layer. The
各圧縮気体供給配管21は、図6に詳細に示すように、焼結機パレット8の上流側で流量計FCを介しさらに制御弁VCを介して圧縮気体供給元配管31に連結され、この圧縮気体供給元配管31が圧縮気体供給源32に連結されている。
この圧縮気体供給源32は、消炎性を有する窒素、炭酸ガス及び水蒸気の何れかを主成
分として用いられた気体を貯留する貯留タンク33を有する。この貯留タンク33に貯留された気体がコンプレッサ34で圧縮されて圧縮気体とされ、これがレシーバタンク35に貯留され、このレシーバタンク35から圧縮気体供給元配管31を介して各制御弁VCに供給される。
As shown in detail in FIG. 6, each compressed gas supply pipe 21 is connected to a compressed gas supply pipe 31 via a flow meter FC and a control valve VC on the upstream side of the sintering machine pallet 8. A gas supply source pipe 31 is connected to a compressed gas supply source 32.
The compressed gas supply source 32 includes a storage tank 33 that stores a gas using as a main component any one of nitrogen, carbon dioxide, and water vapor having flame extinguishing properties. The gas stored in the storage tank 33 is compressed by the compressor 34 to be compressed gas, which is stored in the receiver tank 35, and is supplied from the receiver tank 35 to the control valves VC via the compressed gas supply source piping 31. The
ここで、レシーバタンク35と流量計FCとの間には、制御弁VCが介挿されたメイン流路LMと、制御弁VCをバイパスして比較的小流量の圧縮空気を供給するバイパス流路LBとが設けられている。このバイパス流路LBはスプレー機構23から液体燃料ミスト29を噴射していない状態で、レシーバタンク35からの圧縮気体がバイパス流路LB及び流量計FCを介して少量の圧縮気体がスプレー機構23に供給されて、スプレー機構23の噴射ノズル部28a及び28bの目詰まりを防止している。 Here, between the receiver tank 35 and the flow meter FC, a main flow path LM in which a control valve VC is inserted, and a bypass flow path that bypasses the control valve VC and supplies a relatively small flow rate of compressed air. LB. The bypass channel LB is in a state in which the liquid fuel mist 29 is not injected from the spray mechanism 23, and a small amount of compressed gas from the receiver tank 35 passes through the bypass channel LB and the flow meter FC to the spray mechanism 23. The nozzles 28a and 28b of the spray mechanism 23 are prevented from being clogged.
各液体燃料供給配管22も同様に、焼結機パレット8の上流側で流量計FFを介してさらに制御弁VFを介して液体燃料供給元配管36に連結され、この液体燃料供給元配管36が燃料供給ポンプ37を介して液体燃料供給源としての液体燃料貯留タンク38に接続されている。ここで、液体燃料供給配管22及び液体燃料供給元配管36の夫々は、上流側に比較して下流側の配置高さが低くなる先下がり勾配に傾斜配置され、液体燃料ミスト29の噴射を終了させたときに、液体燃料供給配管22及び液体燃料供給元配管36内に液体燃料が残留しないように構成することが好ましい。 Similarly, each liquid fuel supply pipe 22 is connected to the liquid fuel supply source pipe 36 via the flowmeter FF and further via the control valve VF on the upstream side of the sintering machine pallet 8. It is connected via a fuel supply pump 37 to a liquid fuel storage tank 38 as a liquid fuel supply source. Here, each of the liquid fuel supply pipe 22 and the liquid fuel supply source pipe 36 is arranged to be inclined in a descending gradient in which the arrangement height on the downstream side is lower than that on the upstream side, and the injection of the liquid fuel mist 29 is finished. It is preferable that the liquid fuel is not left in the liquid fuel supply pipe 22 and the liquid fuel supply pipe 36 when the liquid fuel is supplied.
液体燃料としては、常温で液体となる石油系液体燃料、エチルアルコールやメチルアルコールなどのアルコール類液体燃料、エーテル類液体燃料、その他の酸化水素系液体燃料の少なくとも1つ以上を用いるが、コスト及び供給容易性を考えるとA重油又はC重油が好ましく、本実施形態ではA重油を使用した場合について説明する。
ここで、本発明に用いることができる液体燃料とその特性について下記表1に示した。
As the liquid fuel, at least one of petroleum liquid fuel that becomes liquid at room temperature, alcohol liquid fuel such as ethyl alcohol and methyl alcohol, ether liquid fuel, and other hydrogen oxide liquid fuel is used. Considering the ease of supply, A heavy oil or C heavy oil is preferable, and in this embodiment, a case where A heavy oil is used will be described.
Here, the liquid fuel that can be used in the present invention and its characteristics are shown in Table 1 below.
このような液体燃料を微粒化して噴射する液体燃料ミスト29は、着火温度が高炉ガス、コークス炉ガス、高炉・コークス炉混合ガス、都市ガス、天然ガスあるいはメタンガス、エタンガス、プロパンガス、ブタンガス、又はこれらの混合ガスの何れかの気体燃料と比較して着火温度が高いため、装入層9即ち焼結ベッドの表層の温度より高く、装入層9のより内部で燃焼する。このため、吹き込む位置での燃焼・溶融帯のすその温度の拡大に有効である。特に、着火温度が500℃近いものは、その効果が大きい。 The liquid fuel mist 29 for atomizing and injecting such liquid fuel has an ignition temperature of blast furnace gas, coke oven gas, blast furnace / coke oven mixed gas, city gas, natural gas or methane gas, ethane gas, propane gas, butane gas, or Since the ignition temperature is higher than that of any gaseous fuel of these mixed gases, the temperature is higher than the temperature of the charged layer 9, that is, the surface layer of the sintered bed, and burns inside the charged layer 9. Therefore, it is effective for expanding the temperature of the combustion / melting zone at the blowing position. In particular, the effect is large when the ignition temperature is close to 500 ° C.
また、フード16の左右のサイドウォール18の近隣の低歩留り部の位置に多めの液体燃料ミスト29を供給可能に構成することが望ましい。
なお、廃油等は、引火し易い成分や着火温度の低い成分を含むことがあるので、本発明
で用いるには好ましくない。着火温度や引火点の低い成分を含む廃油等の液体燃料を予め気化させて、装入層9即ち焼結原料ベッド上に供給した場合には、装入層9中の燃焼帯近傍に到達する前の装入層9の表層の上部空間ないしは装入層9の表層近傍で燃焼してしまうため、本発明が意図する装入層9の燃焼帯近傍で燃焼させて高温保持時間の延長を図るという効果を得ることができないためである。
In addition, it is desirable that a large amount of liquid fuel mist 29 can be supplied to the position of the low yield portion in the vicinity of the left and right sidewalls 18 of the hood 16.
In addition, since waste oil etc. may contain the component which is easy to ignite, and the component with low ignition temperature, it is unpreferable for using by this invention. When liquid fuel such as waste oil containing a component having a low ignition temperature or flash point is vaporized in advance and supplied onto the charging layer 9, that is, the sintering material bed, it reaches the vicinity of the combustion zone in the charging layer 9. Since it burns in the upper space of the surface layer of the previous charge layer 9 or in the vicinity of the surface layer of the charge layer 9, it is burned in the vicinity of the combustion zone of the charge layer 9 intended by the present invention to extend the high temperature holding time. This is because the effect cannot be obtained.
また、上記実施形態では、液体燃料ミスト29を噴射するスプレー機構23で、液体燃料を圧縮気体に混合部25で混合して微粒化して装入層9上に水平方向に噴射する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、圧縮気体供給源32及び燃料供給ポンプ37から供給される圧縮気体及び液体燃料を混合機で混合した液体燃料ミストを、ミスト供給配管を介して各スプレー機構23の分岐噴射部27に供給するようにしてもよい。この場合には、液体燃料ミストが再液化しないよう、該液体燃料の沸点以上着火温度未満の温度に保持することが好ましい。 Moreover, in the said embodiment, the spray mechanism 23 which injects the liquid fuel mist 29 demonstrated the case where liquid fuel was mixed with compressed gas by the mixing part 25, atomized, and injected on the charging layer 9 in the horizontal direction. However, the present invention is not limited to this, and the liquid fuel mist obtained by mixing the compressed gas and the liquid fuel supplied from the compressed gas supply source 32 and the fuel supply pump 37 with a mixer is supplied to each spray mechanism via the mist supply pipe. You may make it supply to 23 branch injection parts 27. In this case, it is preferable to maintain the liquid fuel mist at a temperature not lower than the ignition temperature and lower than the ignition temperature so that the liquid fuel mist does not re-liquefy.
そして、本発明では、焼結機パレット8の上部を覆うフード16を設けている。このフード16の上部の開口17には、液体燃料ミスト29の気化を促進する熱風を供給する熱風供給装置40が接続されている。
この熱風供給装置40は、循環ガスを所定温度に加熱して熱風を形成するヒーター又は燃焼バーナーを有する加熱器41を備えている。この加熱器41で循環ガスを所定温度に加熱して熱風としてフード16の開口17に供給する。
And in this invention, the food | hood 16 which covers the upper part of the sintering machine pallet 8 is provided. Connected to the upper opening 17 of the hood 16 is a hot air supply device 40 for supplying hot air that promotes vaporization of the liquid fuel mist 29.
The hot air supply device 40 includes a heater 41 having a heater or a combustion burner that heats the circulating gas to a predetermined temperature to form hot air. The circulating gas is heated to a predetermined temperature by the heater 41 and supplied to the opening 17 of the hood 16 as hot air.
ここで、加熱器41は、温度制御装置42によって熱風温度が所定温度に制御される。このため、温度制御装置42には、加熱器41の出側の熱風温度を検出する温度センサ43の温度検出値Tが入力され、この温度検出値Tが所定温度となるようにヒーター又は燃焼バーナーを制御する。
ここで、熱風の温度としては、液体燃料の引火点及び発火点の範囲の温度が好ましく、前述したように液体燃料としてA重油を使用する場合には、ペンスキーマルテンス密閉式引火点(PM)が60〜120℃であり、発火点が約240℃となるので、この範囲内の温度に設定する。
より好ましくは、液体燃料噴射装置15で噴射した液体燃料ミスト29によって焼結ケーキの表層に残る残油率が残油による影響が殆ど生じない例えば2%以下となるように液体燃料ミスト29の気化を促進可能な温度に設定する。
Here, the hot air temperature of the heater 41 is controlled to a predetermined temperature by the temperature control device 42. Therefore, a temperature detection value T of a temperature sensor 43 that detects the hot air temperature on the outlet side of the heater 41 is input to the temperature control device 42, and a heater or a combustion burner is used so that the temperature detection value T becomes a predetermined temperature. To control.
Here, the temperature of the hot air is preferably a temperature in the range of the flash point and the ignition point of the liquid fuel. As described above, when the heavy oil A is used as the liquid fuel, the pen flash rumen sealed flash point (PM). Is 60 to 120 ° C. and the ignition point is about 240 ° C., the temperature is set within this range.
More preferably, the liquid fuel mist 29 is vaporized so that the residual oil rate remaining on the surface layer of the sintered cake is less affected by the residual oil, for example, 2% or less by the liquid fuel mist 29 injected by the liquid fuel injection device 15. Is set to a temperature that can be accelerated.
後述するように、焼結ケーキの表層に残る残油率が2%となる熱風温度は引火点に近い88℃となる。熱風温度を88℃より上昇させると、これに応じて焼結ケーキ表層の残油率が低下し、熱風温度が発火点に近い200℃となると焼結ケーキ表層の残油率が0%となり、焼結ケーキ表層の油分が全くなくなる。
ここで、液体燃料として前述したようにA重油(タラカン油田産)を使用した場合、温度(℃)と蒸気圧(mmH2O)との関係を表す蒸気圧曲線は、図7に示すようになる。
この図7から平衡時の蒸気圧では、常温時よりも、引火点で約8倍、200℃付近では約40倍の蒸気圧になる。
As will be described later, the hot air temperature at which the residual oil ratio remaining on the surface layer of the sintered cake becomes 2% is 88 ° C. close to the flash point. When the hot air temperature is raised from 88 ° C., the residual oil rate of the sintered cake surface layer decreases accordingly, and when the hot air temperature becomes 200 ° C. close to the ignition point, the residual oil rate of the sintered cake surface layer becomes 0%, There is no oil content on the surface of the sintered cake.
Here, when A heavy oil (produced by Tarakan Oil Field) is used as the liquid fuel, the vapor pressure curve representing the relationship between temperature (° C.) and vapor pressure (mmH 2 O) is as shown in FIG. Become.
From FIG. 7, the vapor pressure at equilibrium is about 8 times the flash point and about 40 times the vapor pressure near 200 ° C. than the normal temperature.
このA重油の蒸発速度調査表す文献(山形大学紀要、工学、第11巻、第1号昭和45年(S45年)によると、温度をTとすると、蒸発速度kは下記(1)式で表される。
k=exp(−2406.8/T+2.7867)…………(1)
この(1)式から明らかなように、常温(25℃)では蒸発速度k=0.005(cm-2・min-1)となり、200℃ではk=0.140(cm-2・min-1)となる。
このときの、残油率mは下記(2)式で表される。
m=1−klog(t) …………(2)
ここで、tは保持時間(min)である。
According to the literature (Yamagata University Bulletin, Engineering, Vol. 11, No. 1, Showa 45 (S45)), if the temperature is T, the evaporation rate k is expressed by the following equation (1). Is done.
k = exp (−2406.8 / T + 2.7867) (1)
As is apparent from the equation (1), the evaporation rate k = 0.005 (cm −2 · min −1 ) at normal temperature (25 ° C.), and k = 0.140 (cm −2 · min − ) at 200 ° C. 1 ).
The residual oil ratio m at this time is represented by the following formula (2).
m = 1-klog (t) (2)
Here, t is a holding time (min).
吹込み時間は同じであるので、反応界面積を一定であると過程すると、A重油がミストとして流れていかないことを前提とした場合、常温時の残油が10%であるならば、200℃の熱風を吹き込んだ際の残油は8.4%となる。
また、フード16の下側と、焼結ベッド表面(装入層表面)との間には、必然的に間隙が生じるが、この間隙部分のシールが十分でないと、例えば、透過率が20〜30%あると、この部分からフード16内部に空気を巻き込み、液体燃料ミストの濃度分布の偏りを増大させることが分かった。したがって、フード16の下端からの空気の侵入を防止することは重要である。
Since the blowing time is the same, assuming that the reaction interface area is constant, assuming that the heavy oil A does not flow as a mist, if the residual oil at room temperature is 10%, 200 ° C. The residual oil is 8.4% when hot air is blown.
In addition, a gap is inevitably generated between the lower side of the hood 16 and the surface of the sintered bed (the surface of the charging layer), but if the gap is not sufficiently sealed, for example, the transmittance is 20 to 20%. When it was 30%, it was found that air was engulfed from this portion into the hood 16 and the concentration distribution of the liquid fuel mist was increased. Therefore, it is important to prevent air from entering from the lower end of the hood 16.
このため、フード16の焼結機パレット8の搬送方向に沿う左右のサイドウォール18の下端とパレットサイドウォール8aとの間及びスプレー機構23の分岐噴射部27の下面と装入層9の上面との間には、図8に模式的に示すように焼結機パレット8の搬送方向に延長するワイヤーブラシ間にシールシートを介挿したワイプレシール41が設置され、その外側にワイプレシール41を外側から覆うカバー42が設けられている。なお、シール材としてはワイプレシール41に限らず、チェーンカーテン、シールブラシ、密着シール等のシール材を適用することができる。また、上記シール材は、耐熱性があり、且つ、可撓性ないし変形の自由度が大きく、装入層9の表面を傷つけないものであることが好ましい。 Therefore, between the lower ends of the left and right sidewalls 18 along the conveying direction of the sintering machine pallet 8 of the hood 16 and the pallet sidewalls 8a, the lower surface of the branch injection portion 27 of the spray mechanism 23, and the upper surface of the charging layer 9 As shown schematically in FIG. 8, a wiper seal 41 having a seal sheet interposed between wire brushes extending in the conveying direction of the sintering machine pallet 8 is installed, and the wiper seal 41 is covered outside from the outside. A cover 42 is provided. The seal material is not limited to the wiper seal 41, and seal materials such as a chain curtain, a seal brush, and a close seal can be applied. Moreover, it is preferable that the sealing material is heat resistant, flexible or has a high degree of freedom of deformation, and does not damage the surface of the charging layer 9.
一方、焼結機パレット8の搬送方向の上流側及び下流側でのフード16の前後板部16bの下端と装入層9の表面との間では、図9に示すようなフード16の前後ウォール19に沿って空気通路43を配設し、この空気通路43の下方から空気を噴出させてエアカーテン44を形成することが好ましい。
また、液体燃料噴射装置15の設置位置、大きさ、配置数は以下のようにして設定される。
すなわち、装入層9中の炭材に点火された後に、液体燃料ミスト29を装入層9上へ供給(導入)する。その理由は、点火直後の位置で液体燃料ミスト29を供給しても、装入層9の表層上で燃焼するだけであり、液体燃料ミストが燃焼層に何ら影響を与えることはないからである。したがって、装入層9の上部の焼結原料が焼成されて、焼結ケーキの層である焼結完了帯が形成された後に、液体燃料ミストを装入層9へ供給する必要がある。
On the other hand, between the lower end of the front and rear plate portions 16b of the hood 16 and the surface of the charging layer 9 on the upstream side and the downstream side in the conveying direction of the sintering machine pallet 8, the front and rear walls of the hood 16 as shown in FIG. It is preferable to form an air curtain 44 by disposing an air passage 43 along 19 and ejecting air from below the air passage 43.
Further, the installation position, size, and number of arrangements of the liquid fuel injection device 15 are set as follows.
That is, after the carbon material in the charging layer 9 is ignited, the liquid fuel mist 29 is supplied (introduced) onto the charging layer 9. The reason for this is that even if the liquid fuel mist 29 is supplied at a position immediately after ignition, it only burns on the surface layer of the charging layer 9, and the liquid fuel mist does not affect the combustion layer at all. . Therefore, it is necessary to supply the liquid fuel mist to the charging layer 9 after the sintering raw material on the upper part of the charging layer 9 is fired to form a sintered complete band which is a layer of a sintered cake.
本発明の液体燃料ミスト使用時の原理を図10を用いて説明する。図10(a)は、エ
タノールを粒径約50μmとして鍋試験で用いた際の写真である。エタノール吹き込みに伴い燃焼溶融帯が大きく広がっていることがわかる。この現象を模式的に説明する図が図10(b)であり、図中左側は気体燃料を希釈して吹き込んだ際の焼結反応をさす。凝結材である粉コークスに点火炉で着火され粉コークスによる燃焼帯は焼結原料の装入層を下降しながら下方に焼結反応が進行していく。焼結帯ができるのは焼結完了帯であり、焼結完了帯と粉コークス燃焼帯との間に気体燃料を希釈して吹き込んだ際には希釈ガスのガス燃焼帯が発生し、ここで最高温度を上昇させずに高温域保持時間延長を司っている。右側は本発明になる液体燃料ミスト使用時の焼結反応を示す。焼結完了帯で液体燃料ミストのガス化が生じるもので、このため本発明では前記したように液体燃料ミストの粒径を100μm以下、好ましくは50μm以下とするものである。粒径が100μmを超えると焼結完了帯の熱を利用するにして液滴が残存するようになり表層部での燃焼の恐れがある。液体燃料ミストの粒径を100μm以下としたときは、液体燃料ミスト(液体燃料粒子)はその凝集粒子も含めガス化し液体燃料の蒸気となって、焼結完了帯と粉コークス燃焼帯との間に液体燃料を液体燃料ミストとして吹き込んだ際の液体燃料ガスのガス燃焼帯が発生し、ここで最高温度を上昇させずに高温域保持時間を拡大延長させ気体燃料使用と同じ現象を発揮させる。
The principle of using the liquid fuel mist of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10A is a photograph when ethanol is used in a pan test with a particle size of about 50 μm. It can be seen that the combustion melting zone greatly expands with ethanol blowing. FIG. 10B schematically illustrates this phenomenon, and the left side in the figure indicates the sintering reaction when the gaseous fuel is diluted and blown. The coke, which is a coagulant, is ignited in an ignition furnace, and the sintering reaction of the powder coke progresses downward while descending the charging layer of the sintering raw material. A sintered zone is formed in a sintered zone, and when a gaseous fuel is diluted and injected between the sintered zone and the powder coke combustion zone, a gas combustion zone of diluted gas is generated. It is responsible for extending the high temperature range holding time without increasing the maximum temperature. The right side shows the sintering reaction when the liquid fuel mist according to the present invention is used. Gasification of the liquid fuel mist occurs in the sintering completed zone. Therefore, in the present invention, as described above, the particle size of the liquid fuel mist is set to 100 μm or less, preferably 50 μm or less. If the particle size exceeds 100 μm, the heat in the sintering complete zone is used to leave droplets, which may cause combustion at the surface layer. When the particle size of the liquid fuel mist is 100 μm or less, the liquid fuel mist (liquid fuel particles) is gasified including the agglomerated particles to become liquid fuel vapor, and between the sintering completed zone and the powder coke combustion zone. When a liquid fuel is blown in as a liquid fuel mist, a gas combustion zone of liquid fuel gas is generated, where the high temperature region holding time is expanded and extended without increasing the maximum temperature, and the same phenomenon as the use of gaseous fuel is exhibited.
液体燃料を吹き込む際には、図10(b)に示す、液体燃料粒子のガス化(液体燃料蒸
気)領域が重要である。
つまり、図10(b)の液体燃料のガス化領域において、まず、液体燃料の蒸気濃度が
、表1の燃焼下限濃度以下になるように、スプレーノズルから液体燃料を噴霧することが重要である。吹き込むにあたっては焼結完了帯の表層部で燃焼させないように燃焼下限濃度の75%以下とすることが必要であり、その下限は燃料熱を活用するためには少なくとも燃焼下限濃度の1%以上とする。好ましくは燃焼下限濃度の25%以下、4%以上である。上限は、火災などの安全上から、下限は有効熱量から決まる。また、着火温度以下である必要がある。
When injecting liquid fuel, the gasification (liquid fuel vapor) region of liquid fuel particles shown in FIG. 10B is important.
That is, in the liquid fuel gasification region of FIG. 10B, it is important to first spray the liquid fuel from the spray nozzle so that the vapor concentration of the liquid fuel is equal to or lower than the lower combustion limit concentration of Table 1. . When blowing, it is necessary to make it 75% or less of the lower combustion limit concentration so as not to burn in the surface layer part of the sintering completed zone, and the lower limit is at least 1% of the lower combustion limit concentration in order to utilize fuel heat. To do. Preferably, it is 25% or less and 4% or more of the lower limit concentration of combustion. The upper limit is determined from the safety of fire and the lower limit is determined from the effective heat. Moreover, it is necessary to be below the ignition temperature.
図10(c)に示すように、燃焼のポイントは、粉コークス側Aで焼結反応における最高温度を制御し、高温域保持時間は、最高温度以下で燃焼帯温度を維持する液体燃料側Bの燃焼である。図10(d)にその例を示す。Cとして示す温度曲線は粉コークスのみを凝結材とするときの焼結反応における焼結製造時の層内温度履歴である。粉コークス量により最高温度は制御され、この温度パターンによって高温域保持時間Eが定まる。このCの温度パターンで高温域保持時間延長を行うときは、粉コークス添加量を増加させ高温域である1200℃以上の領域の裾野を拡大することが必要であるが、同時に最高温度を高める必要があった。液体燃料使用時の温度パターンをDとして示す。図10(c)に示したように液体燃料の燃焼は最高温度以下で燃焼帯温度を維持する図10(c)の液体燃料側Bの燃焼である。この両者の組み合わせによって最高温度を変化させずに裾野領域の温度上昇させた図10(d)の温度パターンDが得られるのである。この温度パターンDによって1200℃以上の領域の裾野を拡大し、高温域保持時間Fが確保される。 As shown in FIG. 10 (c), the point of combustion is that the maximum temperature in the sintering reaction is controlled on the powder coke side A, and the high temperature region retention time is the liquid fuel side B that maintains the combustion zone temperature below the maximum temperature. Is burning. An example is shown in FIG. The temperature curve shown as C is an in-layer temperature history during sintering production in a sintering reaction when only powder coke is used as a coagulant. The maximum temperature is controlled by the amount of powder coke, and the high temperature range holding time E is determined by this temperature pattern. When extending the high temperature range holding time with this C temperature pattern, it is necessary to increase the amount of powder coke added to expand the base of the high temperature range of 1200 ° C or higher, but at the same time, it is necessary to increase the maximum temperature. was there. The temperature pattern when using liquid fuel is shown as D. As shown in FIG. 10 (c), the combustion of the liquid fuel is the combustion on the liquid fuel side B in FIG. 10 (c) that maintains the combustion zone temperature below the maximum temperature. The combination of the two results in the temperature pattern D in FIG. 10D in which the temperature in the base region is increased without changing the maximum temperature. With this temperature pattern D, the base of the region of 1200 ° C. or higher is expanded, and the high temperature region holding time F is secured.
図11は、従来焼結法と液体燃料ミスト使用焼結法の鍋試験の写真であり、従来焼結では粉コークス燃焼熱利用のため粉コークス比は高い。また、高くしても白く見える燃焼・溶融帯は、おおよそこの実験では65mmにとどまった。
液体燃料のガス化領域(焼結完了帯)において、その領域の温度が、液体燃料の沸点以上で、着火温度以下(燃焼下限濃度より濃度を低下させることにより制御可能)とした、液体燃料として重油、エタノール例を示しているが、最高温度を1380℃に抑えるため粉コークス使用量は減少させて行った。いずれも白く見える燃焼・溶融帯は拡大し、得られた焼結鉱強度は粉コークスのみ使用する従来焼結法より高いものを得ることができた。
FIG. 11 is a photograph of a pan test of a conventional sintering method and a sintering method using a liquid fuel mist. In conventional sintering, the powder coke ratio is high due to the utilization of combustion heat of powder coke. In addition, the combustion / melting zone that appears white even when the height is high is approximately 65 mm in this experiment.
In the liquid fuel gasification zone (sintering completion zone), the temperature of the zone is higher than the boiling point of the liquid fuel and lower than the ignition temperature (can be controlled by lowering the concentration below the lower combustion limit concentration). Examples of heavy oil and ethanol are shown, but the amount of powder coke used was reduced in order to keep the maximum temperature at 1380 ° C. In both cases, the burning / melting zone that looks white was expanded, and the obtained sintered ore strength was higher than that of the conventional sintering method using only powdered coke.
また、図10(b)の液体燃料のガス化領域(焼結完了帯)において、その領域の温度は、液体燃料の沸点以上で、着火温度以下である必要がある。そうすることで、図11のような現象となる。
なお、ガス化領域(焼結完了帯)の温度が、着火温度以上(燃焼下限濃度に近い高濃度)であると、図12のように、粉コークス燃焼帯に入る前の焼結完了帯表面で液体燃料蒸気が燃焼してしまい、効果が無くなり、酸素不足を招くなど焼結操業にとってかえって悪影響を与える。
Further, in the gasification region (sintering completion zone) of the liquid fuel in FIG. 10B, the temperature of the region needs to be not less than the boiling point of the liquid fuel and not more than the ignition temperature. By doing so, the phenomenon shown in FIG. 11 is obtained.
When the temperature of the gasification region (sintering completion zone) is equal to or higher than the ignition temperature (high concentration close to the lower combustion limit concentration), the surface of the sintering completion zone before entering the powder coke combustion zone as shown in FIG. In this case, the liquid fuel vapor is burned, the effect is lost, and oxygen is insufficient. This adversely affects the sintering operation.
なお、液体燃料ミストの供給は、装入層9の表面に焼結ケーキの層が形成されていれば、焼結が完了するまでの任意の位置で行うことができる。液体燃料ミストの供給を焼結ケーキの層が形成された後に行う上記以外の理由は、下記の通りである。
(a)装入層9の上部に焼結ケーキが生成していない点火直後の状態で液体燃料ミストの供給を行うと、この装入層9の上で燃焼を起こす可能性がある。
(b)液体燃料ミストの供給は、焼結鉱の歩留りを向上させる必要のある部分に対して行う、即ち、焼結鉱の強度を上昇させたい部分で燃焼を起こすよう供給するのが好ましい。
The liquid fuel mist can be supplied at an arbitrary position until the sintering is completed as long as a sintered cake layer is formed on the surface of the charging layer 9. The reasons other than the above, in which the liquid fuel mist is supplied after the sintered cake layer is formed, are as follows.
(A) If the liquid fuel mist is supplied in the state immediately after ignition in which no sintered cake is formed on the top of the charge layer 9, there is a possibility of burning on the charge layer 9.
(B) It is preferable to supply the liquid fuel mist to a portion where it is necessary to improve the yield of the sintered ore, that is, to supply combustion at a portion where it is desired to increase the strength of the sintered ore.
装入層最高筒体温度又は高温領域保持時間の何れか又は両方を調整するために、燃焼・溶融帯の厚みが少なくとも15mm以上、好ましくは20mm以上、より好ましくは30
mm以上となった状態において、液体燃料ミストの供給を行うことが好ましい。燃焼・溶融帯の厚みが15mm未満では、焼結層(焼結ケーキ)を通して吸引される空気と液体燃料ミストによる冷却効果によって、液体燃料ミストを燃焼させてもその効果が不十分となり、燃焼・溶融帯の厚みの拡大を図れないからである。一方、前記燃焼・溶融帯の厚みが15mm以上、好ましくは20mm以上、より好ましくは30mm以上となる段階で液体燃料ミストを供給すると、燃焼・溶融帯の厚みが大きく拡大し、高温域保持時間を延長することができ、ひいては冷間強度の高い焼結鉱を得ることができる。
In order to adjust either or both of the charged layer maximum cylinder temperature and the high temperature region holding time, the thickness of the combustion / melting zone is at least 15 mm or more, preferably 20 mm or more, more preferably 30
It is preferable to supply the liquid fuel mist in a state where it is equal to or greater than mm. When the thickness of the combustion / melting zone is less than 15 mm, the cooling effect by the air sucked through the sintered layer (sintered cake) and the liquid fuel mist causes the effect to be insufficient even if the liquid fuel mist is burned. This is because the thickness of the melting zone cannot be increased. On the other hand, when the liquid fuel mist is supplied at a stage where the thickness of the combustion / melting zone is 15 mm or more, preferably 20 mm or more, more preferably 30 mm or more, the thickness of the combustion / melting zone is greatly expanded, and the high temperature region holding time is increased. It can be extended, and as a result, a sintered ore with high cold strength can be obtained.
また、液体燃料ミストの装入層9への導入は、燃焼前線が表層下に下がり、燃焼・溶融帯が表層から100mm以上、好ましくは200mm以上下がった位置、すなわち、装入層9の中・下層に生成した焼結ケーキ領域(焼結層)を燃焼することなく通過し、燃焼前線が表層から100mm以上移動した段階で燃焼するように供給するのが好ましい。その理由は、燃焼前線が表層から100mm以上下がった位置であれば、焼結層を通して吸引される空気による冷却の悪影響が軽減され、燃焼・溶融帯の厚みの拡大を図ることができるからである。さらに、燃焼・溶融帯が表層から200mm以上下がった位置であれば、空気による冷却の影響が略解消されて、燃焼・溶融帯の厚みを30mm以上に拡大することができる。また、液体燃料ミストの供給は、歩留り低下の大きいパレット幅方向両炭部のサイドウォール近傍で行うことがより好ましい。
なお、液体燃料噴射装置15は、焼結機の規模にもよって異なるが、例えば、生産量が約1.5万t/日で、機長が90mの規模の焼結機では、点火炉10の下流側約5m以降の位置に配置することが好ましい。
The liquid fuel mist is introduced into the charging layer 9 at a position where the combustion front is lowered below the surface layer and the combustion / melting zone is lowered from the surface layer by 100 mm or more, preferably 200 mm or more, that is, in the charging layer 9 It is preferable that the sintered cake region (sintered layer) generated in the lower layer passes through without burning, and is supplied so as to burn when the combustion front moves 100 mm or more from the surface layer. The reason is that if the combustion front is at a position lower than the surface layer by 100 mm or more, the adverse effect of cooling by the air sucked through the sintered layer is reduced, and the thickness of the combustion / melting zone can be increased. . Furthermore, if the combustion / melting zone is at a position 200 mm or more lower than the surface layer, the influence of cooling by air is substantially eliminated, and the thickness of the combustion / melting zone can be increased to 30 mm or more. The supply of the liquid fuel mist is more preferably performed in the vicinity of the sidewalls of the both pallet width direction coal portions where the yield reduction is large.
The liquid fuel injection device 15 differs depending on the size of the sintering machine. For example, in a sintering machine having a production amount of about 15,000 t / day and a length of 90 m, the ignition furnace 10 It is preferable to arrange at a position about 5 m or less downstream.
本発明に係る焼結機では、液体燃料ミストの供給位置(装入層への導入位置)は、パレット進行方向における点火炉10の出側で、焼結ケーキが生成した後のいわゆる燃焼前線が表層下に進行した位置(例えば、表層下100mm以上、好ましくは200mm程度以下で液体燃料ミストの燃焼が起こる位置)から焼結が完了するまでの間の1ヶ所以上の任意の位置で行うことが好ましい。このことは、上述したように、燃焼前線が装入層の表層下に移った段階で液体燃料ミストの導入を開始することを意味しており、その結果、液体燃料ミストの燃焼が装入層の内部で起り、そして次第により下層に移るので、爆発のおそれがなく、安全な焼結操業が可能になることを意味している。 In the sintering machine according to the present invention, the liquid fuel mist supply position (introduction position to the charging layer) is the exit side of the ignition furnace 10 in the pallet traveling direction, and a so-called combustion front after the sintered cake is formed. It may be carried out at one or more arbitrary positions from the position that has progressed below the surface layer (for example, the position at which the liquid fuel mist burns below 100 mm, preferably about 200 mm or less) to the completion of sintering. preferable. This means that, as described above, the introduction of the liquid fuel mist is started when the combustion front moves below the surface of the charging layer, and as a result, the combustion of the liquid fuel mist is started. This means that there is no risk of explosion and a safe sintering operation is possible.
本発明に係る焼結鉱の製造方法では、装入層中への液体燃料ミストの導入は、生成した焼結ケーキの再加熱を促進するものであることも意味している。即ち、この液体燃料ミストの供給は、もともと高温域保持時間が短く熱不足となりやすく、焼結鉱の冷間強度が低い部分に対して、固体燃料に比べて反応性の高い液体燃料ミストを供給することによって、不足しやすいこの部分の燃焼熱を補填し、燃焼・溶融帯の再生−拡大を図るという意義を担うものだからである。 In the method for producing a sintered ore according to the present invention, the introduction of the liquid fuel mist into the charging layer also means that the reheating of the produced sintered cake is promoted. That is, this liquid fuel mist is originally supplied with a liquid fuel mist that is more reactive than solid fuel to a portion where the cold strength of the sinter is low and the cold strength of the sintered ore is likely to be short of heat. This is because the heat of combustion in this portion that is likely to be deficient is compensated for, and the regeneration / expansion of the combustion / melting zone is assumed.
また、本発明に係る焼結鉱の製造方法では、点火後の装入層上部からの液体燃料ミストの供給は、装入層内する導入された液体燃料ミストの少なくとも一部が未燃焼のまま、燃焼・溶融帯にまで到達して、燃焼熱の補填を図りたい目標位置で燃焼するようにするのが好ましい。それは、液体燃料ミストの供給、即ち装入層中への導入効果を単に装入層上部のみならず、厚み方向の中央部である燃焼・溶融帯にまで波及させることがより効果的と考えられるからである。つまり、液体燃料ミストの供給が、熱不足(高温域保持時間の不足)になりやすい装入層の上層部で行われると、十分な燃焼熱を提供することになり、この部分の焼結ケーキの品質を改善することができ、さらに、液体燃料ミストの供給作用を中層部以下の帯域にまで及ぶようにすると、本来の炭材による燃焼・溶融帯の上に液体燃料ミストによる再燃焼・溶融帯を形成するのと等しい結果となり、燃焼・溶融帯の上下方向の拡幅につながるので、最高到達温度を上げることなく、高温域保持時間の延長を果すことが可能になるので、パレットの移動速度を落すことなく十分な焼結が実現できるから
である。その結果、装入層全体の焼結ケーキの品質改善(冷間強度の向上)をもたらし、ひいては成品焼結鉱の品質(冷間強度)と生産性の向上につながる。
Further, in the method for producing sintered ore according to the present invention, the supply of the liquid fuel mist from the upper part of the charged layer after ignition is such that at least a part of the introduced liquid fuel mist in the charged layer remains unburned. It is preferable to reach the combustion / melting zone and burn at a target position where combustion heat is to be compensated. It is thought that it is more effective to spread the liquid fuel mist supply, that is, the introduction effect into the charging layer not only to the upper part of the charging layer but also to the combustion / melting zone which is the central part in the thickness direction. Because. In other words, if the supply of liquid fuel mist is performed in the upper layer of the charging layer, which is prone to heat shortage (insufficient holding time in the high temperature range), sufficient combustion heat is provided, and this portion of the sintered cake In addition, if the liquid fuel mist supply action extends to the zone below the middle layer, recombustion / melting with liquid fuel mist on top of the combustion / melting zone with the original carbon material This results in the same result as forming a band, leading to a widening of the combustion / melting zone in the vertical direction, so it is possible to extend the holding time of the high temperature range without increasing the maximum temperature, so the moving speed of the pallet This is because sufficient sintering can be realized without dropping the thickness. As a result, the quality of the sintered cake of the entire charged layer is improved (improving the cold strength), and consequently the quality (cold strength) and productivity of the product sintered ore are improved.
また、本発明において、液体燃料ミストを装入層中へ導入(供給)するに当っては、その供給位置を調整するだけでなく、燃焼・溶融帯自体の形態を制御し、ひいては、燃焼・溶融帯における最高到達温度および/または高温域保持時間をも制御するようにすることが好ましい構成である。
一般に、点火後の装入層では、パレットの移動に伴って燃焼(火炎)前線が次第に下方にかつ前方(下流側)に拡大していく中で、燃焼・溶融帯の位置が前述した図27(a)に示すように変化する。そして、図27(b)に示すように、焼結層内の焼結過程で受ける熱履歴は、上層、中層、下層で異なり、上層〜下層間では、高温域保持時間(約1200℃以上となる時間)は大きく異なる。その結果、パレット内の位置別焼結鉱の歩留まりは、図27(c)に示すような分布を示す。即ち、表層部(上層部)の歩留は低く、中層、下層部で高い歩留分布となる。そこで、本発明方法に従って、前記液体燃料ミストを供給すると、燃焼・溶融帯は、上下方向の厚みやパレット進行方向の幅などが拡大し、これが成品焼結鉱の品質向上に反映されるのである。そして、高い歩留分布となる中層部や下層部は、さらに高温域保持時間を制御できるため、歩留をより上昇させることができる。
Further, in the present invention, when the liquid fuel mist is introduced (supplied) into the charging layer, not only the supply position thereof is adjusted, but also the form of the combustion / melting zone itself is controlled. It is preferable to control the maximum temperature reached in the melting zone and / or the high temperature region holding time.
In general, in the charged layer after ignition, the combustion (flame) front gradually expands downward and forward (downstream) as the pallet moves, and the position of the combustion / melting zone is as described above with reference to FIG. It changes as shown in (a). And as shown in FIG.27 (b), the thermal history received in the sintering process in a sintered layer differs in an upper layer, a middle layer, and a lower layer, and it is high temperature range holding time (about 1200 degreeC or more with an upper layer-a lower layer). Time) is very different. As a result, the yield of sintered ore by position in the pallet shows a distribution as shown in FIG. That is, the yield of the surface layer portion (upper layer portion) is low, and the yield distribution is high in the middle layer and the lower layer portion. Therefore, when the liquid fuel mist is supplied according to the method of the present invention, the combustion / melting zone expands in the vertical thickness, the width in the pallet traveling direction, and the like, which is reflected in the quality improvement of the product sintered ore. . And since the intermediate | middle layer part and lower layer part which become high yield distribution can control high temperature range holding time, it can raise a yield more.
前記液体燃料ミストの供給(導入)位置を調整することにより、燃焼・溶融帯の形態、即ち、燃焼・溶融帯の高さ方向の厚さおよび/またはパレット進行方向の幅を制御できると共に、最高到達温度や高温域保持時間を制御することができる。これらの制御は、本発明の効果をより一層際立たせて、燃焼・溶融帯の上下方向の厚さやパレット進行方向の幅の拡大や、最高到達温度、高温域保持時間の制御を通じて、常に十分な焼成を果し、成品焼結鉱の冷間強度の向上に有効に寄与する。 By adjusting the supply (introduction) position of the liquid fuel mist, the form of the combustion / melting zone, that is, the thickness in the height direction of the combustion / melting zone and / or the width in the pallet traveling direction can be controlled, and the maximum Achieving temperature and high temperature range holding time can be controlled. These controls make the effects of the present invention stand out more and are always sufficient through expansion of the vertical thickness of the combustion / melting zone and the width of the pallet traveling direction, and control of the maximum temperature reached and the high temperature range holding time. Performs firing and contributes effectively to improving the cold strength of the sintered product ore.
また、本発明において、装入層中への液体燃料ミストの供給(導入)は、成品焼結鉱全体の冷間強度を制御するためであると言うこともできる。すなわち、液体燃料ミストを供給するそもそもの目的は、焼結ケーキ、ひいては焼結鉱の冷間強度を向上させることにあり、とくに、液体燃料ミストの供給位置制御や、焼結原料が燃焼・溶融帯に滞在する時間である高温域保持時間の制御、最高到達温度の制御を通じて、焼結鉱の冷間強度(シャッターインデックスSI)を75〜85%程度、好ましくは80%以上、より好ましく90%以上にすることである。 In the present invention, it can also be said that the supply (introduction) of the liquid fuel mist into the charging layer is for controlling the cold strength of the entire product sintered ore. In other words, the original purpose of supplying the liquid fuel mist is to improve the cold strength of the sintered cake and eventually the sintered ore. The cold strength (shutter index SI) of the sintered ore is about 75 to 85%, preferably 80% or more, more preferably 90% through the control of the high temperature range holding time, which is the time spent in the belt, and the control of the maximum temperature reached. That's it.
この強度レベルは、本発明では、とくに前記液体燃料ミストの濃度、供給量、供給位置および供給範囲を、好ましく焼結原料中の炭材量を考慮した(投入熱量を一定にする条件下で)上で調整することによって、安価に達成することができる。なお、焼結鉱の冷間強度の向上は、一方で、通気抵抗の増大と生産性の低下を招くことがあるが、本発明では、そうした問題を最高到達温度や高温域保持時間をも制御することによって解消した上で、焼結鉱の冷間強度を向上させる。なお、実機焼結機によって製造された焼結鉱の冷間強度SI値は、鍋試験で得られる値よりもさらに10〜15%高い値を示す。 In the present invention, this strength level is particularly in consideration of the concentration of the liquid fuel mist, the supply amount, the supply position and the supply range, preferably considering the amount of carbonaceous material in the sintered raw material (under the condition that the input heat amount is constant). By adjusting above, it can be achieved inexpensively. On the other hand, the improvement of the cold strength of sintered ore may lead to an increase in ventilation resistance and a decrease in productivity. In the present invention, such problems are also controlled by controlling the maximum temperature and holding time in the high temperature range. In order to solve this problem, the cold strength of the sintered ore is improved. In addition, the cold strength SI value of the sintered ore manufactured by the real machine sintering machine shows a value 10-15% higher than the value obtained by a pan test.
本発明の製造方法において、パレット進行方向における前記液体燃料ミストの装入層中への導入位置は、装入層中に生成した焼結ケーキから湿潤帯までの間の任意の帯域における焼結鉱の冷間強度をどのようにするかということを基準とする。この制御のために、本発明では、液体燃料噴射装置の規模(大きさ)、数、位置(点火炉からの距離)、ガス濃度を、好ましくは焼結原料中の炭材量(固体燃料)に応じて調整することにより、主として燃焼・溶融帯の大きさ(上下方向の厚さおよびパレット進行方向の幅)のみならず、高温到達温度、高温域保持時間をも制御し、このことによって、装入層中に生成する焼結ケーキの強度を制御する。 In the production method of the present invention, the introduction position of the liquid fuel mist in the charging layer in the pallet traveling direction is a sintered ore in an arbitrary zone between the sintered cake formed in the charging layer and the wet zone. It is based on how to make the cold strength of. For this control, in the present invention, the scale (size), number, position (distance from the ignition furnace) and gas concentration of the liquid fuel injection device, preferably the amount of carbonaceous material (solid fuel) in the sintered raw material By adjusting according to the above, not only the size of the combustion / melting zone (the thickness in the vertical direction and the width in the pallet traveling direction) but also the high temperature reached temperature and the high temperature range holding time are controlled. Controls the strength of the sintered cake formed in the charge layer.
次に、上記実施形態の動作を説明する。
先ず、図1に示すように、床敷ホッパー4から整粒した塊鉱石を切り出して焼結機パレット8のグレート上に床敷層を形成し、この床敷層上にサージホッパー5からドラムフィーダー6で定量切り出しされた焼結原料が装入されて焼結ベッドとも言われる400〜800mm程度の装入層9を形成する。
そして、焼結機パレット8の搬送に伴って、点火炉10下に移動された装入層9の表層中の炭材に点火される。
点火後の装入層9では、焼結機パレット8の移動に伴って燃焼(火炎)前線が次第に下方にかつ前方(下流側)に拡大していく中で、燃焼・溶融帯の位置が前述した図27(a)に示すように変化する。そして、燃焼・溶融帯の位置が上層から中層に移行する表層から200mm程度に達するときに、焼結機パレット8が液体燃料噴射装置15の位置に達する。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
First, as shown in FIG. 1, the granulated ore from the floor hopper 4 is cut out to form a floor layer on the great of the sintering machine pallet 8, and the surge hopper 5 to the drum feeder are formed on the floor layer. The sintered raw material quantitatively cut out in 6 is charged to form a charging layer 9 of about 400 to 800 mm, which is also called a sintering bed.
Then, as the sintering machine pallet 8 is conveyed, the carbonaceous material in the surface layer of the charging layer 9 moved under the ignition furnace 10 is ignited.
In the charged layer 9 after ignition, the combustion (flame) front gradually expands downward and forward (downstream) as the sintering machine pallet 8 moves, and the position of the combustion / melting zone is as described above. It changes as shown in FIG. Then, when the position of the combustion / melting zone reaches about 200 mm from the surface layer that shifts from the upper layer to the middle layer, the sintering machine pallet 8 reaches the position of the liquid fuel injection device 15.
この液体燃料噴射装置15には、図2に示すように、熱風供給装置40の加熱器41から温度制御装置42で一定温度例えば200℃に制御された熱風がフード16の上部の開口17に供給されている。
そして、液体燃料噴射装置15では、焼結機パレット8の上方を覆うフード16内でスプレー機構23によって液体燃料ミスト29が装入層9の表面に均一に噴射される。
In this liquid fuel injection device 15, as shown in FIG. 2, hot air controlled at a constant temperature, for example, 200 ° C. by a temperature control device 42 from a heater 41 of the hot air supply device 40 is supplied to the opening 17 at the top of the hood 16. Has been.
In the liquid fuel injection device 15, the liquid fuel mist 29 is uniformly injected onto the surface of the charging layer 9 by the spray mechanism 23 in the hood 16 that covers the top of the sintering machine pallet 8.
すなわち、液体燃料噴射装置15では、液体焼結機パレット8の装入層9の表面から所定距離離れた位置に焼結機パレット8の搬送方向に平行に延長する圧縮気体供給配管22及び液体燃料供給配管22の組が搬送方向と直交する幅方向に所定数組配設され、各組の圧縮気体供給配管21及び液体燃料供給配管22に圧縮気体及び液体燃料を混合して100μm以下に微粒化した液体燃料を液体燃料ミストとして略水平方向に噴射するスプレー機構23が配設されている。 That is, in the liquid fuel injection device 15, the compressed gas supply pipe 22 extending in parallel with the conveying direction of the sintering machine pallet 8 and the liquid fuel at a position away from the surface of the charging layer 9 of the liquid sintering machine pallet 8 by a predetermined distance. A predetermined number of sets of supply pipes 22 are arranged in the width direction perpendicular to the conveying direction, and compressed gas and liquid fuel are mixed into each set of compressed gas supply pipes 21 and liquid fuel supply pipes 22 and atomized to 100 μm or less. A spray mechanism 23 for injecting the liquid fuel as a liquid fuel mist in a substantially horizontal direction is disposed.
そして、このスプレー機構23が図5に示すように、隣接する組のスプレー機構23同士が対向しないように隣接する組間で焼結パレット8の搬送方向に半ピッチずらして配置されているので、隣接する組におけるスプレー機構23の噴射ノズル部28a及び28bから噴射される液体燃料ミスト29が互いに干渉することなく均一な噴射領域が形成される。 And, as shown in FIG. 5, this spray mechanism 23 is arranged with a half-pitch shift in the conveying direction of the sintered pallet 8 so that the adjacent spray mechanisms 23 do not face each other, A uniform injection region is formed without the liquid fuel mists 29 injected from the injection nozzle portions 28a and 28b of the spray mechanism 23 in adjacent groups interfering with each other.
噴射された液体燃料ミスト29は、整流板40で整流された熱風と混合されて常温における燃焼下限濃度以下に希釈され、装入層9の上方での燃焼を抑制することができる。このとき、液体燃料を微粒化するための微粒化用気体として、消炎性のある窒素、炭酸ガス、水蒸気の少なくとも1つを主成分として用いられており、液体燃料ミスト29にこれら消炎性のある圧縮気体が含まれているので、液体燃料ミスト29が装入層9の上方側で燃焼されることを確実に抑制することができる。 The injected liquid fuel mist 29 is mixed with hot air rectified by the rectifying plate 40 and diluted below the lower limit concentration of combustion at room temperature, and combustion above the charging layer 9 can be suppressed. At this time, at least one of nitrogen, carbon dioxide gas, and water vapor having flame extinguishing properties is used as a main component as atomizing gas for atomizing the liquid fuel, and the liquid fuel mist 29 has such flame extinguishing properties. Since compressed gas is contained, it can suppress reliably that the liquid fuel mist 29 is burned by the upper side of the charging layer 9. FIG.
そして、各スプレー機構23の噴射ノズル部28a及び28bから噴射された液体燃料ミスト29は、焼結機パレット8の下側に配設されたウインドボックス11を介して熱風とともに下方に吸引されることにより、装入層9内に導入される。
このとき、スプレー機構23の噴射ノズル部28a及び28bから噴射された液体燃料ミスト29は、図13に示すように、例えば200℃に加熱された熱風によって気化が促進されて蒸発して可燃性気体となり、装入層9内で後段側から供給される空気と混合されて可燃性混合気となる。
Then, the liquid fuel mist 29 injected from the injection nozzle portions 28a and 28b of each spray mechanism 23 is sucked downward together with the hot air through the wind box 11 disposed below the sintering machine pallet 8. Thus, it is introduced into the charging layer 9.
At this time, as shown in FIG. 13, the liquid fuel mist 29 injected from the injection nozzle portions 28a and 28b of the spray mechanism 23 is evaporated and accelerated by hot air heated to 200 ° C., for example. Then, it is mixed with the air supplied from the subsequent stage in the charging layer 9 to become a combustible air-fuel mixture.
装入層9内に導入された可燃性混合気は、爆発下限界濃度以上となって、表層部に生成された焼結ケーキを通過して表面から100mm以上下側の燃焼・溶融帯に達し、この燃焼・溶融層で燃焼される。このため、元々高温域保持時間が短く熱不足となりやすく、焼
結鉱の冷間強度が低い上・中層域を1200℃以上の高温域に保持する高温域保持時間を長くすることができ、焼結鉱の冷間強度を向上させることができる。したがって、液体燃料ミスト29の吹き込みを行わない場合の図27(c)に示す歩留りの低い上・中層部の歩留りを向上させることができる。
The combustible air-fuel mixture introduced into the charging layer 9 reaches the lower explosion limit concentration, passes through the sintered cake generated in the surface layer portion, and reaches the combustion / melting zone 100 mm or more below the surface. In this combustion / molten layer, it is burned. For this reason, the high temperature region holding time is originally short and heat is likely to be insufficient, and the high temperature region holding time for maintaining the upper and middle layer regions where the cold strength of the sintered ore is low at a high temperature region of 1200 ° C. or higher can be increased. The cold strength of the ore can be improved. Therefore, it is possible to improve the yield of the upper / middle layer portion with a low yield shown in FIG. 27C when the liquid fuel mist 29 is not blown.
しかも、スプレー機構23から噴射された液体燃料ミスト29が熱風によって気化が促進されるので、焼結ケーキ表層に油分が残留することがない。このため、焼結ケーキ表層に油分が多く残留する場合の前述したクラッシャー後の工程で焼結鉱が燃焼したり、油分を含んだダストが電気集塵機(EP)で火災を生じさせたり、油分がクラッシャーやベルトコンベヤに付着してハンドリング性能の悪化やメンテナンス回数の増加といった各種弊害を確実に解消することができる。 Moreover, since the liquid fuel mist 29 injected from the spray mechanism 23 is vaporized by hot air, no oil remains on the surface of the sintered cake. For this reason, when a large amount of oil remains on the surface of the sintered cake, the sintered ore burns in the process after the crusher described above, dust containing oil causes a fire in the electric dust collector (EP), Various problems such as deterioration of handling performance and increase in the number of maintenance due to adhesion to the crusher and belt conveyor can be surely solved.
また、スプレー機構23から噴射される液体燃料ミスト29が熱風によって気化されて蒸発して可燃性気体となるので、このとき、液体燃料ミスト29が蒸発する際に、装入層9の予熱から蒸発潜熱を奪うことなる。しかしながら、熱風によって蒸発潜熱により奪われた熱を補填することができ、図14(a)に示すように装入層9内に導入されたときに装入層9の表層が冷却されることを抑制することができ、装入層9内での燃焼に影響を与えることがない。 Further, since the liquid fuel mist 29 injected from the spray mechanism 23 is evaporated by hot air and evaporated to become a combustible gas, at this time, when the liquid fuel mist 29 evaporates, it evaporates from the preheating of the charging layer 9. It will take away latent heat. However, it is possible to compensate for the heat taken away by the latent heat of vaporization with hot air, and that the surface layer of the charging layer 9 is cooled when introduced into the charging layer 9 as shown in FIG. This can be suppressed and does not affect the combustion in the charging layer 9.
因みに、図14(b)に示すように、熱風の変わりにフード16の開口17から常温に近い空気すなわち冷風を吸引する場合には、空気温度が比較的低いことにより、スプレー機構23から噴射される液体燃料ミスト29か空気と混合された可燃性混合気が装入層9内に導入されるので、鋭気体燃料ミスト29が蒸発する際の蒸発潜熱で奪われる装入層9の予熱を補填することができず、装入層9の表層が冷却されることになり、液体燃料が残留する。 Incidentally, as shown in FIG. 14B, when air near normal temperature, that is, cold air, is sucked from the opening 17 of the hood 16 instead of hot air, the air is injected from the spray mechanism 23 because the air temperature is relatively low. Since the combustible air-fuel mixture mixed with air or the liquid fuel mist 29 is introduced into the charging layer 9, it compensates for the preheating of the charging layer 9 taken away by the latent heat of vaporization when the sharp gas fuel mist 29 evaporates. The surface layer of the charging layer 9 is cooled, and the liquid fuel remains.
このように、液体燃料ミスト29の供給作用を中層部以下の領域にまで及ぶようにすると、本来の炭材による燃焼・溶融帯の上に液体燃料ミスト29による再燃焼・溶融帯を形成するのと等しい結果となり、燃焼・溶融帯の上下方向の拡幅につながるので、最高到達温度を上げることなく高温域保持時間の延長を果たすことが可能になるので、焼結機パレット8の移動速度を落とすことなく十分な焼結が実現できる。その結果、装入層9全体の焼結ケーキの品質改善(冷間強度の向上)をもたらし、ひいては焼結鉱の品質(冷間強度)と生産性の向上につながる。 In this way, when the supply operation of the liquid fuel mist 29 extends to the region below the middle layer, a recombustion / melting zone by the liquid fuel mist 29 is formed on the combustion / melting zone by the original carbon material. Results in equal expansion and expansion of the combustion / melting zone in the vertical direction, so that it is possible to extend the holding time of the high temperature region without increasing the maximum temperature, so the moving speed of the sintering machine pallet 8 is reduced. Sufficient sintering can be realized without this. As a result, the quality of the sintered cake of the charging layer 9 as a whole (improvement of cold strength) is brought about, leading to improvement of the quality (cold strength) and productivity of the sintered ore.
なお、燃料供給配管21に液体燃料を供給開始する際及び液体燃料の供給を停止する際には、加熱気体を液体燃料供給配管21にパージ用気体として供給して管内に残留する液体燃料を燃焼させて除去することが好ましい。
上述した本実施形態の効果を確認するために、熱風吹込み実験を行った。
この熱風吹込み実験は、図15に示すように、円筒状の鉄鍋50(290mmφ×400mmH)を用い、この鉄鍋50の内部に鉄鉱石、溶剤、粉コークスを配合した焼結原料をドラムミキサーで造粒した造粒粒子51を充填する。下記表2にコークス以外の具体的な原料配合を示す。
When the supply of liquid fuel to the fuel supply pipe 21 is started and when the supply of liquid fuel is stopped, the heated gas is supplied as a purge gas to the liquid fuel supply pipe 21 to burn the liquid fuel remaining in the pipe It is preferable to remove them.
In order to confirm the effect of this embodiment mentioned above, the hot air blowing experiment was done.
In this hot air blowing experiment, as shown in FIG. 15, a cylindrical iron pan 50 (290 mmφ × 400 mmH) is used, and a sintered raw material containing iron ore, a solvent, and powder coke is drummed inside the iron pan 50. The granulated particles 51 granulated with a mixer are filled. Table 2 below shows specific raw material blends other than coke.
この配合を実施するに際し、焼結原料中のシリカは、4.9%、塩基度は2.0に設定した。また、粉コークスは、実験水準ごとに配合量を変化させている。
実験は、基本として焼結層の下部にブロワーを設置し、装入層上層から空気を引いている。空気に加えてミスト状にしたA重油を吹き込む水準(T2)、ミスト状にしたA重油と160℃(常温時の約9倍の蒸気圧)の熱風を吹き込む水準(T3,T4)(本発明)、ミスト状にしたA重油と200℃(常温次の約14倍の蒸気圧)の熱風を吹き込む水準(T5,T6)(本発明)及び空気に加えて液化天然ガス(LNG)を吹き込む水準(EX1)(比較例)の実験を行った。
In carrying out this blending, the silica in the sintered raw material was set to 4.9% and the basicity was set to 2.0. In addition, the amount of powdered coke is changed for each experimental level.
In the experiment, a blower is basically installed below the sintered layer, and air is drawn from the upper layer of the charging layer. Level (T2) for blowing mist-like A heavy oil in addition to air (T3, T4) for blowing mist-like A heavy oil and hot air at 160 ° C. (about 9 times the vapor pressure at normal temperature) ), Level (T5, T6) (invention) for blowing A heavy oil and mist-like A heavy oil and 200 ° C. (vapor pressure about 14 times the normal temperature order) and level for blowing liquefied natural gas (LNG) in addition to air The experiment of (EX1) (comparative example) was conducted.
図16に各水準の具体例を示す。原料中の炭材としてのコークスは、5mass%を基準として、A重油を吹き込む場合は焼結層への過剰熱の付与を避けるため、コークスを4.2mass%に削減し、液化天然ガスを吹き込む場合には、コークスを4.7mass%に削減した。
さらに、本発明に対応する水準T3〜T6では、焼結原料層に点火終了後、30秒でA重油と熱風を同時に吹込み開始した。
ここで、水準T3及びT4では、A重油の吹込み量を5.4(g/min)及び2.8(g/min)に設定し、水準T5及びT6では、逆にA重油の吹込み量を2.8(g/min)及び5.4(g/min)に設定した。また、水準EX1では液化天然ガスの吹込み量を0.4%に設定した。
FIG. 16 shows a specific example of each level. Coke as a carbonaceous material in the raw material is 5 mass% as a standard. When heavy oil A is blown, coke is reduced to 4.2 mass% and liquefied natural gas is blown to avoid giving excessive heat to the sintered layer. In some cases, the coke was reduced to 4.7 mass%.
Further, at levels T3 to T6 corresponding to the present invention, A heavy oil and hot air were simultaneously blown in 30 seconds after the ignition of the sintered raw material layer.
Here, at levels T3 and T4, the amount of A heavy oil blown is set to 5.4 (g / min) and 2.8 (g / min). At levels T5 and T6, the flow of A heavy oil is reversed. The amount was set to 2.8 (g / min) and 5.4 (g / min). At level EX1, the amount of liquefied natural gas blown was set to 0.4%.
そして、実験におけるA重油のマスバランス評価を行って、燃焼帯での燃焼量を算出した。
燃焼帯での燃焼量=α−β−γ
ただし、αはA重油の供給量であってA重油タンク重量を実測した。βは点火炉の残留量であって、点火炉内をウェスで拭き取って測定した。γはケーキ上面の残留量であって、ケーキ上面を採取し、油分測定(アセトンで溶解・分離)を行った。
このときの油分測定は、ケーキ上面を採取した試料を秤量し、図17に示す円筒型ろ紙55に試料56を装入して上部を綿栓57で封入した。
この円筒型ろ紙55を図18に示すソックスレー抽出機58にセットして、80℃のアセトンに油分を溶解し、ろ液を加熱し、アセトンを揮散させて油分を採取し、採取した油分の重量を測定した。
上記実験結果を下記表3に示す。
And mass balance evaluation of A heavy oil in experiment was performed, and the combustion amount in a combustion zone was computed.
Combustion amount in the combustion zone = α-β-γ
However, (alpha) is the supply amount of A heavy oil, and measured A heavy oil tank weight. β is the residual amount of the ignition furnace, and was measured by wiping the inside of the ignition furnace with a waste cloth. γ is the residual amount on the top surface of the cake, and the top surface of the cake was collected and measured for oil (dissolved and separated with acetone).
At this time, the oil content was measured by weighing a sample collected from the upper surface of the cake, inserting the sample 56 into the cylindrical filter paper 55 shown in FIG.
This cylindrical filter paper 55 is set in a Soxhlet extractor 58 shown in FIG. 18, the oil is dissolved in acetone at 80 ° C., the filtrate is heated, the acetone is evaporated to collect the oil, and the weight of the collected oil Was measured.
The experimental results are shown in Table 3 below.
この表3から明らかなように、焼結ケーキ表面の残油率は、図19に示すように、熱風を吹き込まない場合の水準T2では、残油率が3.31%であったのに対し、本発明の水準T3では残油率が0.31%となり、焼結ケーキ表面の残油分が1/10以下に低下している。しかも、水準T3と同じ熱風温度(160℃)でA重油吹込み量を約半分にした
水準T4では残油率が0%となり、熱風温度が200℃となる水準T5及びT6ではA重油の吹込み量にかかわらず残油率が0%となり、焼結ケーキ表面に油分の残留は認められなかった。
また、上記水準T2〜T6及びEX1の実験による成品のシャッター強度(%)、成品歩留(%)、焼結時間(min)、生産率(t/h・m2)、生産量(kg)、吹込み原
単位(kg/t−s)及び原単価(全燃料:円/t−s)を算出した結果を下記表4に示す。
As is apparent from Table 3, the residual oil rate on the sintered cake surface was 3.31% at the level T2 when hot air was not blown, as shown in FIG. In the level T3 of the present invention, the residual oil ratio is 0.31%, and the residual oil content on the surface of the sintered cake is reduced to 1/10 or less. Moreover, at the level T4 where the A heavy oil blowing amount is about half at the same hot air temperature (160 ° C.) as the level T3, the residual oil ratio is 0%, and at the levels T5 and T6 where the hot air temperature is 200 ° C., the A heavy oil blowing is performed. Regardless of the amount, the residual oil ratio was 0%, and no residual oil was observed on the surface of the sintered cake.
In addition, the shutter strength (%) of the product, the product yield (%), the sintering time (min), the production rate (t / h · m 2 ), and the production amount (kg) according to the experiments of the above levels T2 to T6 and EX1. Table 4 below shows the results of calculating the injection basic unit (kg / ts) and the unit price (total fuel: yen / ts).
この表4から明らかなように、A重油のみを供給する水準T2に比較して、A重油と熱風とを同時に吹き込む水準T3〜T6では、冷間強度(シャッター強度)及び成品歩留が大幅に向上している。
特に、シャッター強度と生産率との関係を表すと、図20に示すようになり、A重油のみである場合には生産率及びシャッター強度がともに低く、シャッター強度は76%以下
であるのに対し、A重油に160℃の熱風を供給する場合には、シャッター強度を80%に向上させることができるとともに、生産率も向上させることができる。さらにA樹油に200℃の熱風を供給する場合には、シッター強度を80%に維持しながら生産率を向上させることができる。
As is apparent from Table 4, the cold strength (shutter strength) and the product yield are significantly higher at levels T3 to T6 where the heavy oil A and hot air are blown simultaneously compared to the level T2 where only the heavy oil A is supplied. It has improved.
In particular, the relationship between the shutter intensity and the production rate is as shown in FIG. 20, and when only A heavy oil is used, the production rate and the shutter intensity are both low, whereas the shutter intensity is 76% or less. When supplying 160 ° C. hot air to A heavy oil, the shutter strength can be improved to 80% and the production rate can also be improved. Furthermore, when supplying 200 degreeC hot air to A tree oil, a production rate can be improved, maintaining a sitter intensity | strength at 80%.
ところで、A重油の吹込み量をパラメータとして、熱風温度とシャッター強度との関係を表すと、図21に示すようになり、熱風温度が160℃を超えるとシャッター強度の向上幅は減少し、特にA重油の吹込み量が5.4(g/min)である場合には、160℃を超えた場合のシャッター強度の向上幅は殆ど無い状態となる。
一方、他の比較例として、A重油を吹き込むことなく熱風のみを吹き込んだ場合の熱風温度とシャッター強度との関係を実験したところ、下記表5に示す結果が得られた。
By the way, when the relationship between the hot air temperature and the shutter strength is expressed by using the amount of A heavy oil blown as a parameter, the relationship between the hot air temperature and the shutter strength is as shown in FIG. 21, and when the hot air temperature exceeds 160 ° C., the improvement range of the shutter strength decreases. When the blowing amount of A heavy oil is 5.4 (g / min), there is almost no improvement in the shutter strength when the temperature exceeds 160 ° C.
On the other hand, as another comparative example, the relationship between hot air temperature and shutter strength when only hot air was blown without blowing A heavy oil was tested, and the results shown in Table 5 below were obtained.
この表5の実験結果の熱風温度とシャッター強度との関係を図22に示す。
この図22から明らかなように、常温(26℃)ではシャッター強度が76.3%であり、A重油を5.4(g/min)と熱風とを吹き込む場合に比較して高いが、熱風のみを供給する場合には、熱風温度の上昇に比較してシャッター強度の向上幅が小さく、熱風温度が60℃程度を超える高温領域では、A重油及び熱風を吹き込む場合に比較してシャッター強度が小さくなることが確認された。
この結果、シャッター強度の向上は熱風の供給のみで起こるものではなく、A重油と熱風との組み合わせによって初めて80%台のシャッター強度が得られることが確認された。
FIG. 22 shows the relationship between the hot air temperature and the shutter strength in the experimental results of Table 5.
As is apparent from FIG. 22, the shutter strength is 76.3% at room temperature (26 ° C.), which is higher than when 5.4 (g / min) of A heavy oil and hot air are blown. In the case where only the hot air temperature is supplied, the improvement range of the shutter strength is small compared to the increase in the hot air temperature, and in the high temperature region where the hot air temperature exceeds about 60 ° C., the shutter strength is higher than that in the case where the heavy oil A and the hot air are blown. It was confirmed to be smaller.
As a result, it was confirmed that the shutter strength was not improved only by supplying hot air, but the shutter strength in the 80% range could be obtained for the first time by combining A heavy oil and hot air.
このように、上記実施形態においては、点火炉10で装入層9の表層に点火した後に、液体燃料噴射装置15で燒結機パレット8の装入層9の上側に液体燃料ミスト29を均一に分散させて噴射して熱風によって気化を促進することにより、プロパンガス、LNG、Mガス等の気体燃料を空気で希釈した希釈気体燃料を使用する場合に比較して、着火温度の高い液体燃料を使用し、この液体燃料をそのまま使用するのではなく、圧縮気体で微粒化して液体燃料ミストとして噴射するので、装入層9の上側で発火するおそれを確実に抑制することができる。しかも圧縮気体として消炎性を有する窒素、炭酸ガス、水蒸気の少なくとも1つを主成分とする気体を用いることで、装入層9の上側で発火するおそれをより抑制することができる。 Thus, in the above-described embodiment, after the surface layer of the charging layer 9 is ignited by the ignition furnace 10, the liquid fuel mist 29 is uniformly placed on the upper side of the charging layer 9 of the sintering machine pallet 8 by the liquid fuel injection device 15. Liquid fuel with a high ignition temperature is used compared with the case of using diluted gaseous fuel obtained by diluting and injecting gaseous fuel such as propane gas, LNG, M gas, etc. This liquid fuel is not used as it is, but is atomized with compressed gas and injected as liquid fuel mist, so that the possibility of ignition on the upper side of the charging layer 9 can be reliably suppressed. In addition, by using a gas mainly containing at least one of nitrogen, carbon dioxide, and water vapor having flame extinguishing properties as the compressed gas, it is possible to further suppress the risk of ignition on the upper side of the charging layer 9.
また、熱風によってスプレー機構23から噴射される液体燃料ミスト29の気化を促進するので、装入層9の表層での液体燃料の残留を防止又は抑制することができ、焼結ケーキの表層に液体燃料が残留することによる各種弊害を解消することができる。
なお、上記実施形態においては、点火炉10の下流側に液体燃料噴射装置15を配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、点火炉10の下流側に保温
炉が配設されている場合には、この保温炉の下流側に液体燃料噴射装置15を配設すればよい。
Further, since the vaporization of the liquid fuel mist 29 injected from the spray mechanism 23 by the hot air is promoted, it is possible to prevent or suppress the liquid fuel from remaining on the surface layer of the charging layer 9, and to prevent the liquid on the surface layer of the sintered cake. Various harmful effects caused by the remaining fuel can be eliminated.
In the above-described embodiment, the case where the liquid fuel injection device 15 is disposed on the downstream side of the ignition furnace 10 has been described. However, the present invention is not limited to this, and a heat insulation furnace is disposed on the downstream side of the ignition furnace 10. In such a case, the liquid fuel injection device 15 may be disposed on the downstream side of the heat retaining furnace.
また、上記実施形態においては、液体燃料噴射装置15のフード16内に整流板40を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図23に示すように、フード16の前後ウォール19間に燒結機パレット8の搬送方向に沿って延長し、頂点を上方とする断面く字状の邪魔板51を燒結機パレット8の搬送方向と直交する幅方向に所定ピッチpを保って所定本数平行に配設した構成を有する邪魔板列52を上下方向に3列配置し、上下方向に隣接する邪魔板列52間で、一方の邪魔板列52の邪魔板51間に他方の邪魔板列52の邪魔板51が位置するように配設し、最下段の邪魔板列52の下側における邪魔板51間にスプレー機構23を配置する構成とすることもできる。 Moreover, in the said embodiment, although the case where the baffle plate 40 was provided in the hood 16 of the liquid fuel injection apparatus 15 was demonstrated, it is not limited to this, As shown in FIG. A baffle plate 51 having a cross-sectional shape extending in the conveying direction of the sintering machine pallet 8 between the walls 19 and having the apex upward is maintained at a predetermined pitch p in the width direction perpendicular to the conveying direction of the sintering machine pallet 8. Three baffle plate rows 52 having a configuration in which a predetermined number of them are arranged in parallel are arranged in the vertical direction, and between the baffle plate rows 52 adjacent in the vertical direction, the baffle plates 51 in one baffle plate row 52 are arranged in the other baffle plate 51. The baffle plate 51 of the plate row 52 may be disposed so that the spray mechanism 23 is arranged between the baffle plates 51 on the lower side of the lowermost baffle plate row 52.
さらに、上記実施形態においては、液体燃料タンク38から液体燃料を常温で液体燃料供給元配管36及び液体燃料供給配管22に供給する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、C重油などの常温では粘度が高く、微粒化が困難である液体燃料については、蒸気等を利用して例えば130℃〜150℃に予熱して、粘度を低下させて液体燃料供給配管22に供給することにより、スプレー機構23で容易に微粒化して、液体燃料ミスト29として噴射させることができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the case where liquid fuel is supplied from the liquid fuel tank 38 to the liquid fuel supply source pipe 36 and the liquid fuel supply pipe 22 at room temperature has been described. However, the present invention is not limited to this. For liquid fuels that have high viscosity at room temperature such as those that are difficult to atomize, preheat to, for example, 130 ° C. to 150 ° C. using steam or the like to reduce the viscosity and supply the liquid fuel to the liquid fuel supply pipe 22 Thus, it can be easily atomized by the spray mechanism 23 and injected as the liquid fuel mist 29.
本発明の技術は、製鉄用、とくに高炉用原料として使われる焼結鉱の製造技術として有用であるが、その他の鉱石塊成化技術としても利用することができる。 The technique of the present invention is useful as a technique for producing sintered ore used as a raw material for iron making, particularly as a blast furnace, but can also be used as another ore agglomeration technique.
1…原料ホッパー
2…ドラムミキサー
3…ロータリーキルン
4…サージホッパー
5…床敷ホッパー
6…ドラムフィーダー
7…切り出しシュート
8…燒結機パレット
9…装入層
10…点火炉
11…ウインドボックス
15…液体燃料噴射装置
16…フード、
21…圧縮空気供給配管
22…液体燃料供給配管
23…スプレー機構
24…垂直配管
25…混合部
26…連結配管
27…分岐噴射部
28a,28b…噴射ノズル部
29…液体燃料ミスト
31…圧縮気体供給元配管
32…圧縮気体供給源
33…貯留タンク
34…コンプレッサ
35…レシーバタンク
36…液体燃料供給もと配管
37…燃料供給ポンプ
38…液体燃料貯留タンク
40…熱風供給装置
41…加熱器
42…温度制御装置
43…温度センサ
51…邪魔板
52…邪魔板列
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Raw material hopper 2 ... Drum mixer 3 ... Rotary kiln 4 ... Surge hopper 5 ... Floor hopper 6 ... Drum feeder 7 ... Cutting chute 8 ... Sinter pallet 9 ... Charging layer 10 ... Ignition furnace 11 ... Wind box 15 ... Liquid fuel Injection device 16 ... hood,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Compressed air supply piping 22 ... Liquid fuel supply piping 23 ... Spray mechanism 24 ... Vertical piping 25 ... Mixing part 26 ... Connection piping 27 ... Branch injection part 28a, 28b ... Injection nozzle part 29 ... Liquid fuel mist 31 ... Compressed gas supply Original pipe 32 ... compressed gas supply source 33 ... storage tank 34 ... compressor 35 ... receiver tank 36 ... liquid fuel supply source pipe 37 ... fuel supply pump 38 ... liquid fuel storage tank 40 ... hot air supply device 41 ... heater 42 ... temperature Control device 43 ... temperature sensor 51 ... baffle plate 52 ... baffle plate row
Claims (10)
該パレット上に粉鉱石と炭材を含む焼結原料を装入して装入層を形成する原料供給装置と、
前記パレット上の焼結原料中の炭材に点火する点火炉と、
前記パレットの下方に空気を吸引するウインドボックスと
を備え、前記装入層内の炭材を燃焼させて焼結ケーキを生成する焼結機であって、
前記点火炉の下流側に配設され、前記装入層上方で、150℃以上の沸点を有する液体燃料を粒径100μm以下に微粒化して噴射する液体燃料噴射装置と、
該液体燃料噴射装置の上方に設けられ、前記液体燃料噴射装置から噴射され、かつ、前記装入層内に吸引された粒径100μm以下の前記液体燃料に気化を促進させる温度の熱風を供給する熱風供給装置と
を備えていることを特徴とする焼結機。 A circulating pallet,
A raw material supply device for charging a sintered raw material containing fine ore and carbonaceous material onto the pallet to form a charging layer;
An ignition furnace for igniting the carbonaceous material in the sintered raw material on the pallet;
A sintering machine for producing a sintered cake by burning a carbonaceous material in the charging layer, and a wind box for sucking air below the pallet,
A liquid fuel injection device disposed on the downstream side of the ignition furnace and injecting a liquid fuel having a boiling point of 150 ° C. or higher and having a boiling point of 100 μm or less above the charging layer;
Provided above the liquid fuel injector, it is injected from the liquid fuel injection device, and supplies the hot air temperature to promote vaporization to the liquid fuel of less aspirated particle size 100μm to in the sintering bed A sintering machine comprising a hot air supply device.
前記点火炉の下流側における前記装入層の上方側で液体燃料噴射装置によって、150℃以上の沸点を有する液体燃料を粒径100μm以下に微粒化して噴射するとともに、熱風供給装置で、前記液体燃料噴射装置から噴射され、かつ、前記装入層内に吸引された粒径100μm以下の前記液体燃料に気化を促進させる温度の熱風を供給することを特徴とする焼結鉱の製造方法。 A sintered raw material containing fine ore and carbonaceous material is charged onto a circulating pallet by a raw material supply device to form a charging layer, transported to an ignition furnace, and the carbonaceous material in the charging layer is ignited. In addition, a method for producing sintered ore in which air is sucked by a wind box disposed below the pallet,
The liquid fuel having a boiling point of 150 ° C. or higher is atomized to a particle size of 100 μm or less by the liquid fuel injection device on the upstream side of the charging layer on the downstream side of the ignition furnace, and the liquid is injected with the hot air supply device. injected from the fuel injection device, and method for producing a sintered ore and supplying the hot air temperature to promote vaporization to the sintering bed the liquid fuel of less aspirated particle size 100μm to within.
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