板式烧结台车、具备该台车的烧结机及烧结矿的制造方法

摘要

本发明提供避免烧结块表面的龟裂，最大限度地发挥烧结块支承效果，能够实现成品品质及生产性提高的具有烧结块支承台的板式烧结台车、具备该台车的烧结机及烧结矿的制造方法。本发明的板式烧结台车用于以比600mm更厚的原料填充层厚度的条件制造烧结矿的烧结机，其中，在该板式烧结台车上，在烧结台车的宽度方向上具备多个烧结块支承台，该烧结块支承台以表面与烧结台车的行进方向大致平行的方式立设且高度（H）为H＝h－120〔mm〕（h为原料填充层的层厚）以下。

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造成为高炉用原料的烧结矿的板式烧结台车、具备该台车的烧结机及烧结矿的制造方法，尤其是，涉及以比600mm厚的原料填充层厚度的条件制造烧结矿所适用的板式烧结台车、具备该台车的烧结机及使用这些装置的烧结矿的制造方法。

背景技术

在制造高炉用原料即烧结矿的下方吸引式烧结机中，如图5所示，首先，从炉底矿料斗101将炉底矿（床敷鉱）装入板式烧结台车103的底面的炉篦炉杆103a上，形成30mm左右厚度的炉底垫层102。其次，将由主原料的粉状铁矿石等含铁原料、石灰石等副原料、粉焦炭等燃料构成的烧结原料104运送到冲击料斗（サ一ジホツパ一）105储存之后，从筒式送料器取出，经由滑槽106装入板式烧结台车103的炉底矿102之上而形成原料填充层107。接着，在原料填充层107的上面表层中的粉焦炭用点火炉108点火之后，边施加吸引负压向下方吸引空气，边将板式烧结台车103依次水平移动到排矿部，其间使原料填充层107中的粉焦炭燃烧，由该燃烧热从上层到下层依次烧结原料来制造烧结矿。

在从原料填充层107的上层朝向下层进行烧结的烧结过程中，首先，在上层形成烧结结束的烧结结束层107a（以下，称为“烧结块”）。在该烧结块的正下的原料填充层形成燃烧、烧结进行中的软化熔融层，在其下层存在未烧结的原料填充层，但是，该软化熔融层及原料填充层受到烧结块的负荷而被压缩，高堆积密度化。因此，含有烧结块下方的软化熔融层的原料填充层内的通风降低，另外通风不均一化。而且，这会带来原料填充层中的碳材料燃烧速度的降低及燃烧不均匀，结果，烧结速度降低，烧结成品率降低，因此，存在烧结矿的生产性降低的问题。

作为实现减轻作用于这种烧结块的下方的软化熔融层及原料填充层的烧结块负荷的方法，如图6所示，发明了在板式烧结台车103上立设有支承烧结块的台109（以下，称为“烧结块支承台”）并进行烧结的台支承烧结法（例如，专利文献1、2）。

在该台支承烧结法中，从原料填充层的上层进行烧结，烧结块的厚度增加，烧结块成为达到烧结块支承台顶部的高度位置的厚度时，烧结块被烧结块支承台顶部支承，减轻对其下层施加的烧结块负荷，改善通风，生产性显著提高（以下，将该效果称为“烧结块支承效果”）。

专利文献1：（日本）特开平2－293586号公报

专利文献2：（日本）特开平4－168234号公报

专利文献3：（日本）专利第2715218号公报

专利文献4：（日本）特开平6－323745号公报

专利文献5：（日本）特开平9－209050号公报

专利文献6：（日本）特开2010－144946号公报

烧结块支承效果为烧结块被烧结块支承台顶部支承后得到的效果。为了从烧结开始尽可能早地在烧结块支承效果的某状态下进行烧结，希望使用高度尽可能高的烧结块支承台。

但是，烧结块在烧结块支承台顶部被局部地支承，因此，烧结块支承台的高度过高，其结果，所支承的烧结块的厚度（以下，适当地称为“支承烧结块厚度”）过薄的话，如图7示意地表示，存在在烧结工序中在烧结块支承台上方的烧结块的表面产生龟裂110的问题（另外，如从图1的示意图可知的那样，（原料填充层的层厚（h）－烧结块支承台的高度（H））成为“支承烧结块厚度”）。在烧结块表面发生龟裂时，在龟裂部位优先引起气体流动，因此，助长下层的烧结不均一的所谓的不均匀烧结，生产率降低。

因此，需要避免烧结块表面的龟裂。

可知，“支承烧结块厚度”过薄时产生龟裂。另外，关于烧结块表面的龟裂发生，毫无疑义地认为对“支承烧结块厚度”而言具有下限，换言之，烧结块支承台高度就有上限。因此，为了避免龟裂，只要以使“支承烧结块厚度”比产生龟裂的下限的厚度更厚的方式选择烧结块支承台的高度即可。换言之，认为只要将烧结块支承台的高度设定为比与产生龟裂的“支承烧结块厚度”的下限对应的烧结块支承台高度的上限更低即可。

但是，也有对烧结块表面发生龟裂的原理不十分了解的情况，对于应该如何决定“支承烧结块厚度”的下限或烧结块支承台高度的上限，是没有方针对策的。

在这种状况下，在专利文献3中，表示了通过烧结块支承台的高度相对于原料填充层的层厚之比（以下，适当地称为“相对于层厚的高度比”）来决定烧结块支承台高度的上限的考虑方法。具体而言，相对于目前使用的典型的层厚即600mm的原料填充层，使用450mm以上高度的烧结块支承台，基于在烧结块表面产生龟裂的结果，作为烧结块支承台高度的上限，表示了“相对于层厚的高度比”为75％。

基于该考虑方法，为了避免龟裂发生，原料填充层越为高层厚，越需要增厚“支承烧结块厚度”。如上所述，在原料填充层为600mm时，“支承烧结块厚度”的下限为150mm，假设使用800mm的原料填充层时，“支承烧结块厚度”的下限为200mm（烧结块支承台的高度的上限为600mm）。

根据该现有方法，原料填充层越是高层厚，对烧结块支承台施加的烧结块的负荷越大，作为其反作用，从烧结块支承台作用于烧结块的力也同样变大。根据对该烧结块作用的力的增大，在烧结块容易发生龟裂。尤其是，在层厚超过720mm时，伴随着烧结块的负荷的增大，在烧结块容易产生龟裂。因此，认为在原料填充层越为高层厚时，越需要厚的“支承烧结块厚度”这种考虑方法容易理解。

但是，在专利文献3中，未对烧结块的强度进行考虑。通常，认为固体材料的龟裂在作用于材料的应力超过其固体材料的强度时产生，但是，这种情况对于烧结块也适用。因此，考虑烧结块的强度，认为重新探讨“支承烧结块厚度”的下限即烧结块支承台的高度的上限求取方法是有意义的。

下方吸引式的烧结原理为用点火炉使原料填充层的表层部分的碳材料着火，通过下方吸引使碳材依次燃烧，使热传递向下方进行。在该原理的基础上，原料填充层的上层部分由燃料的燃烧带来的预热效果仍较小，且气流阻力高的软化熔融层的厚度薄，因此，原料填充层整体的气流阻力也小。因此，原料填充层的上层部分的温度低且碳材料的燃烧过快地进行，其结果，燃烧熔融反应（烧结化反应）不充分，所烧结的烧结块的强度变低。

如上所述，公知有烧结块的强度较大地依存于其气流阻力或通气性，原料填充层的上层的烧结块的强度比下层的烧结块低。

发明者们注意到，在上层的烧结块和下层的烧结块中出现强度差的上述原理也适用于层厚不同的原料填充层间的烧结块的强度。高层厚条件下的原料填充层与低层厚条件下的原料填充层相比，气流阻力大出厚度增厚的量，因此，在高层厚条件下的原料填充层的上层的燃烧比在低层厚条件下的原料填充层的上层的燃烧更缓慢地进行。因此，认为通过预热效果，高层厚条件下的原料填充层的上层的烧结块比低层厚条件下的原料填充层的上层的烧结块的强度高。

即，从通气性的观点考虑，认为原料填充层越为高层厚，原料填充层的上层的“支承烧结块厚度”部分的烧结块的强度越高。基于这种原料填充层的上层的“支承烧结块厚度”部分的烧结块的强度依赖于原料填充层的层厚的认知，认为专利文献3中所示的“相对于层厚的高度比”为75％的烧结块支承台高度的上限不超过层厚条件为“600mm层厚的情况下”的烧结块的强度的上限。

因此，在比600mm厚的高层厚的原料填充层的条件下制造烧结矿的情况下，有可能能够避免烧结块表面的龟裂并使用“相对于层厚的高度比”比75％高的台高度的烧结块支承台。

另外，在根据以“相对于层厚的高度比”为75％的烧结块支承台的高度的上限规则的情况下，原料填充层越为高层厚，未受到烧结块支承效果的原料填充层的厚度越厚，因此，低品质的烧结矿的比例增加，成品率降低。

由于近些年在烧结矿制造时的高生产、高层厚化的潮流，对于高层厚的原料填充层找出更一致的新的上限规则是非常重要的。

另外，在专利文献4中，提出有用于改善烧结块的压缩引起的通气性的恶化及伴随此的焦炭的燃烧速度的降低导致的生产性的降低的方案，但是，仅着眼于烧结原料的层厚是不能获得充分的结果的。另外，在专利文献5中，为了提高焦炭烧结速度而提出有使烧结块支承部件规则地分散的方案，另外，在专利文献6中，对烧结块支承部件的长寿命化进行了提案，但是，对为了最大限度地发挥烧结块支承效果，实现成品品质及生产性的提高而最佳化的烧结块支承台的构造及其配置方法未作任何的公开。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而设立的，其目的在于提供具有避免形成于支承台正上方的烧结块表面的龟裂，且最大限度地发挥烧结块支承效果，能够实现成品品质及生产性的提高的烧结块支承台的板式烧结台车，具备该台车的烧结机及使用上述装置的烧结矿的制造方法。

本发明者为了实现上述目的而进行了锐意的研究，结果发现了在层厚比600mm、尤其是比720mm高的原料填充层的条件下制造烧结矿时，用于避免形成于支承台正上方的烧结块表面的龟裂的烧结块支承台高度的上限规则，并完成了本发明。

为了解决上述课题，本发明的宗旨如下所述。

（1）一种板式烧结台车，用于以比600mm厚的原料填充层厚度的条件制造烧结矿，其特征在于，在该板式烧结台车上，在烧结台车的宽度方向具备多个烧结块支承台，所述烧结块支承台以侧面与烧结台车的行进方向大致平行的方式立设且高度（H）为H＝h－120［mm］以下（h为原料填充层的层厚），所述烧结块支承台的顶部面的宽度（W_S）为30［mm］≤W_S≤60［mm］，所述烧结块支承台的个数以在烧结台车的宽度方向上邻接的烧结块支承台间距离及邻接的烧结块支承台与板式烧结台车的侧壁间的距离不超过1250mm的方式进行选择。

（2）一种烧结机，具备（1）所述的板式烧结台车。

（3）一种烧结矿的制造方法，其中，在板式烧结台车上，以在烧结台车的宽度方向上邻接的烧结块支承台间距离及邻接的烧结块支承台与板式烧结台车的侧壁间的距离不超过1250mm的方式在烧结台车的宽度方向上设有多个烧结块支承台，一边支承烧结块，一边以比600mm厚的原料填充层厚度条件制造烧结矿，所述烧结块支承台与烧结台车的行进方向平行地立设且高度（H）为H＝h－120［mm］以下（h为原料填充层的层厚），并且顶部面的宽度（W_S）为30［mm］≤W_S≤60［mm］。

根据本发明的板式烧结台车，为用于在比600mm厚的原料填充层厚度的条件下制造烧结矿的板式烧结台车及具备该台车的烧结机，在该板式烧结台车上，在板式烧结台车的宽度方向上具备多个以侧面与烧结台车的行进方向大致平行的方式立设且高度（H）为H＝h-120［mm］（h为原料填充层的层厚）的烧结块支承台，即，形成为比现有的烧结块支承台的高度高且以“相对于层厚的高度比”超过75％的高度H＝h－120［mm］（h为原料填充层的层厚）的烧结块支承台的构成，因此，通过简单的变更能够避免形成于支承台正上方的烧结块表面的龟裂，能够最大限度地发挥烧结块支承效果，提高成品品质及生产性。

根据本发明的板式烧结台车，作为烧结块支承台，其顶部面的宽度设定为（W_S）为30［mm］≤W_S≤60［mm］，作为烧结块支承台的个数，以在烧结台车的宽度方向上邻接的烧结块支承台间距离及邻接的烧结块支承台与板式烧结台车的侧壁间的距离不超过1250mm的方式进行选择，由此，能够避免形成于支承台正上方的烧结块表面的龟裂、其之前阶段的现象即隆起，并且能够最大限度地发挥烧结块支承效果，能够提高成品品质及生产性。

根据本发明的烧结机及烧结矿的制造方法，能够避免烧结块表面的龟裂，通过烧结块支承效果能够使成品品质及生产性提高。

附图说明

图1是用于说明本发明的烧结块支承台和原料填充层的高度的关系的示意图；

图2是立设有烧结块支承台的板式烧结台车的俯视图，是用于说明本发明的烧结块支承台的顶部面和板式烧结台车的上表面的相对位置及尺寸的关系的示意图；

图3是具备烧结块支承台的板式烧结台车的概略立体图，是用于说明本发明的邻接的烧结块支承台间距离及邻接的烧结块支承台与板式烧结台车的侧壁之间的距离的图；

图4（a）是具备本实施例的烧结块支承台的板式烧结台车的概略俯视图，图4（b）沿（a）的A－A′线的概略剖面图；

图5是下方吸引式烧结机的概略剖面图；

图6是具备烧结块支承台的板式烧结台车的概略立体图；

图7是示意地表示烧结块表面的龟裂的图。

标记说明

1：原料填充层

1a：烧结块

3：板式烧结台车

3A：上游端

3B：下游端

4：烧结块支承台

4a：顶部面

L₀：板式烧结台车的长度

W₀：板式烧结台车的宽度

H：烧结块支承台的高度

L_S：烧结块支承台的长度

W_S：烧结块支承台的宽度

d₁：邻接的烧结块支承台间距离

d₂：邻接的烧结块支承台与板式烧结台车的侧壁之间的距离

L₀：板式烧结台车的行进方向的长度

h：原料填充层的层厚

具体实施方式

以下，使用附图对应用了本发明一实施方式的板式烧结台车、具备该板式烧结台车的烧结机及烧结矿的制造方法进行详细地说明。

图1是示意地表示板式烧结台车上的、烧结过程中的原料填充层的烧结块支承台附近的剖面图。

在烧结过程中，烧结台车3上的原料填充层1成为在上层具有结束了烧结的烧结结束层（烧结块）1a，在其下方具有燃烧进行中的软化熔融层1b，在其下方具有未烧结的原料填充层1c及炉底垫层2的状态，烧结块1a被烧结块支承台4支承。

原料填充层1的层厚（h）超过600mm，设置于烧结台车3上的烧结块支承台4的高度（H）设为H＝h－120mm以下。

将烧结块支承台4的高度（H）的上限设为比原料填充层1的厚度（h）低120mm的值，由此，在原料填充层超过600mm的高层厚条件下的烧结矿的制造方法中，在支承台正上方形成不产生龟裂的“支承烧结块厚度”。

即，在能够将形成于支承台正上方的“支承烧结块厚度”至少确保120mm的范围内设定烧结块支承台的高度，由此，能够避免形成于支承台正上方的烧结块表面的龟裂，通过烧结块支承效果能够使烧结矿的成品品质及生产性提高。

在烧结块支承台4的高度（H）比（层厚（h）－120）mm高时，“支承烧结块厚度”比120mm薄，在形成于支承台正上方的烧结块表面产生龟裂。另外，下限没有特别限定，但是在烧结块支承台4的高度（H）不足450mm的情况下，烧结进行速度（FFS）的改善不大，因此，优选设定为450mm以上。

图2是立设有烧结块支承台4的板式烧结台车3的俯视图，是用于说明烧结块支承台4的顶部面4a和板式烧结台车3的底面的相对位置及尺寸的关系的示意图。

附图中，板式烧结台车的从上游端3A朝向下游端3B的方向为板式烧结台车的行进方向。

另外，以下说明的烧结块支承台4的顶部面的宽度（W_S）是指，如图2所示，与烧结台车的宽度方向平行的顶部面的尺寸（mm），烧结块支承台4的顶部面的长度（L_S）是指，与烧结台车的行进方向平行的尺寸（mm）。

烧结块支承台4的顶部面的宽度（W_S）优选30［mm］≤W_S≤60［mm］。

这是由于，上述顶部面的宽度（W_S）比30mm窄时，相对于上层烧结块而言，面支承效果不充分，成为与线支承接近的状态，在烧结块上容易与行进方向平行地刻入龟裂，另外，在上述顶部面的宽度（W_S）比60mm宽时，顶部面的排热量变大，烧结矿的成品品质及生产性降低。

烧结块支承台4的顶部面的长度（L_S）越长，支承烧结块的面积越大，因此，能够避免相对于上层烧结块的应力集中，有利于避免龟裂。但是，为了利用烧结机排矿部良好地确保烧结块自板式烧结台车的剥离性，如图2所示，多在板式烧结台车的行进方向的下游端3B设置不支承烧结块的区域。

图3是具备本发明的烧结块支承台的板式烧结台车的概略立体图。

在烧结台车的宽度方向上邻接的烧结块支承台间距离d₁及邻接的烧结块支承台与板式烧结台车的侧壁之间的距离d₂都比1250mm小。

d₁或d₂的任一个为1250mm以上时，对每一台烧结块支承台施加的负荷过大，在形成于支承台正上方的烧结块表面容易产生龟裂。

在将板式烧结台车的宽度设定为比现有的宽度更宽时，只要以上述邻接的烧结块支承台间距离d₁及邻接的烧结块支承台与板式烧结台车的侧壁之间的距离d₂不超过1250mm的方式来决定烧结块支承台的个数即可。

实施例

使用长度L₀为1500mm、宽度W₀为5500mm的板式烧结台车13。

另外，如图4所示，在板式烧结台车13上，在与烧结台车的行进方向平行配置的多个炉篦炉杆（13a）组在与平板行进方向正交的方向上并列3列（13A、13B、13C），在上述炉篦炉杆（13a）组的后方两列（13B、13C），沿烧结台车的宽度方向各设有4根侧面看大致梯形的烧结块支承台14a、14b。在烧结台车的宽度方向上邻接的烧结块支承台间距离d₁如下设定，在烧结台车的宽度方向将第一－第二台间及第三－第四台间的各自距离设定为1010mm，将第二－第三台间的距离设定为1000mm。另外，将烧结块支承台与板式烧结台车的侧壁间的距离d₂分别设定为1240mm。

＜参考＞1010×2＋1000＋1240×2＝5500mm（烧结车宽度）

各烧结块支承台的与烧结台车的行进方向水平的截面具有大致梯形板状，且关于厚度方向的截面，从良好地排矿性一点考虑，板厚具有从下至上变薄的锥形，以其侧面与烧结台车的行进方向大致平行的方式立设。另外，烧结块支承台使用各烧结块支承台的底部（梯形的下底）的长度及宽度分别为500mm、100mm，顶部（梯形的上底）的长度及宽度分别为200mm、47mm的构成。

表1对于使用本发明的各实施例的板式烧结台车制造的烧结矿，表示形成于支承台正上方的烧结块表面有无龟裂、烧结矿的TI（转向强度）强度及成品率。另外，表2表示比较例。表中“h－H”与形成于支承台正上方的“支承烧结块厚度”相当。另外，通过目视来判断有无龟裂。

[表1]

[表2]

  比较例1  比较例2  比较例3  比较例4  台H（mm）  500  600  700  800  层厚h（mm）  610  710  810  910  h－H(mm)  110  110  110  110  龟裂  有  有  有  有

实施例1～9在原料填充层的层厚（h）为600mm～970mm的条件下，烧结块支承台的高度（H）为（原料填充层的层厚（h）－120）［mm］以下，形成于支承台正上方的“支承烧结块厚度”能够确保120mm以上，因此，在上层的烧结块表面没有龟裂的产生。其结果是，实施例1～9的烧结矿的TI强度及成品率良好。

另外，实施例1～9的原料填充层的层厚依次变厚，因此，形成于支承台正上方的“支承烧结块厚度”增加，该烧结块的负荷也增大。但是，由于原料填充层的层厚增加使得烧结块的强度提高，在上层烧结块表面不产生龟裂。

对此，比较例1～4的烧结块支承台的高度（H）比（原料填充层的层厚（h）－120）［mm］高，形成于支承台正上方的“支承烧结块厚度”为110mm，低于120mm，因此，在烧结原料填充层的层厚（h）为610mm（比较例1）、710mm（比较例2）、810mm（比较例3）、910mm（比较例4）的任一情况下都发生了龟裂。