[发明专利]烧结机的氧-气体燃料供给装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过富集氧且供给气体燃料而制造高品质的高炉原料用烧结矿的下方吸引式的带式烧结机中的氧-气体燃料供给装置。

背景技术

作为高炉制铁法主要原料的烧结矿一般是经由如图1所示的工序而制造的。烧结矿的原料是铁矿石粉或烧结矿筛下粉、制铁厂内产生的回收粉、石灰石和白云石等含CaO类副原料、生石灰等造粒助剂、焦炭粉或无烟煤等，按预定比例将这些原料从料斗1…的各料斗中切出到输送机上。切出的原料利用鼓式混合机2和3等添加适量的水，混合、造粒，制成作为平均粒径为3～6mm的准粒子的烧结原料。然后，利用鼓式加料机6和切出槽7，将该烧结原料从配置在烧结机上的缓冲斗(serge hopper)4、5中以400～800mm的厚度装载在环状移动式烧结机托盘8上，而形成也称为烧结床的装入层9。然后，利用设置在装入层9上方的点火炉10点燃装入层表层的碳材料，并且利用配置在托盘8紧下方的风箱11向下方吸引装入层上方的空气，由此使装入层内的碳材料依次燃烧，利用此时产生的燃烧热使上述烧结原料熔融而获得烧结块。然后，对如此获得的烧结块进行破碎、整粒，回收约为5mm以上的块状物作为成品烧结矿，而供给至高炉。

在上述制造工艺中，利用点火炉10点燃装入层内的碳材料然后利用从上层向下层吸引的空气而使装入层内继续燃烧，从而在厚度方向上形成具有宽度的燃烧/熔融带(下文中，也仅称为“燃烧带”)。因为该燃烧带的熔融部分阻碍上述吸引空气的流动，所以这成为烧结时间延长从而使生产率下降的主要原因。此外，随着托盘8向下游侧移动，该燃烧带逐渐从装入层的上层向下层转移，在通过燃烧带之后，产生烧结反应完成的烧结块层(下文中，也仅称为“烧结层”)。此外，随着燃烧带从上层向下层转移，烧结原料中所含水分在碳材料的燃烧热的作用下而气化，在温度尚未上升的下层烧结原料中浓缩并形成湿润带。如果该水分浓度在某程度以上，则水分会填满成为吸引气体的流路的烧结原料的粒子间的空隙，从而与熔融带同样成为使通气阻力增大的主要原因。

图2中示出了在厚度为600mm的装入层中移动的燃烧带处于装入层内托盘上方大约400mm位置(距离装入层表面向下200mm)时的装入层内的压力损失和温度分布，此时的压力损失分布显示在湿润带中约为60％，在燃烧带中约为40％。

然而，烧结机的生产量(t/hr)一般取决于生产率(t/hr·m²)×烧结机面积(m²)。即，烧结机的生产量会随着烧结机的宽度或长度、原料装入层的厚度、烧结原料的堆密度、烧结(燃烧)时间、成品率等而变化。因此，为了增加烧结矿的生产量，认为有效途径是：改善装入层的通气性(压力损失)以缩短烧结时间、或者提高破碎前烧结块的冷态强度以提高成品率。

图3示出了烧结矿的生产率较高时和较低时，即烧结机的托盘移动速度较快时和较慢时的装入层内某点的温度和时间的推移。保持在烧结原料的粒子开始熔融的1200℃以上温度的时间在生产率较低的情况下以T₁表示，在生产率较高的情况下以T₂表示。因为生产率高时托盘的移动速度较快，所以高温区域保持时间T₂与生产率较低时的T₁相比变短。但是，如果在1200℃以上高温下的保持时间变短则导致烧结不足，从而使烧结矿的冷态强度下降且使成品率下降。因此，为了生产率良好地在短时间内以高成品率制造出高强度的烧结矿，必须寻求某些手段来延长保持在1200℃以上高温的时间并提高烧结矿的冷态强度。

图4为示出利用吸引的空气使被点火炉点燃的装入层表层的碳材料继续燃烧而形成燃烧带，并使其从装入层的上层依次移动至下层，而形成烧结块的过程的示意图。此外，图5(a)示意性地示出了上述燃烧带存在于图4所示粗框内的装入层的上层部、中层部和下层部的各层内时的温度分布。烧结矿的强度受到保持在1200℃以上温度的温度与时间的乘积的影响，其值越大则烧结矿的强度越高。因此，利用吸引的空气传送装入层上层部碳材料的燃烧热从而对装入层内的中层部和下层部进行预热，因此长时间保持在高温，相反，装入层上层部有不被预热的部分，燃烧热不足，烧结所需的燃烧熔融反应(烧结反应)易变得不充分。其结果是，如图5(b)所示，就装入层宽度方向截面内的烧结矿的成品率分布而言，越往装入层上层部而成品率越低。此外，托盘两宽度端部也由于来自托盘侧壁的放热或通过的空气量较多而过冷却，因而不能充分确保烧结所必需的高温区域中的保持时间，成品率仍然变低。