焼結原料ペレットの乾燥方法
【課題】焼結原料ペレットの強度を犠牲にすることなく、焼結原料ペレット表面の微粉の剥離を抑制して歩留りを向上させることが可能な、流動層乾燥機による焼結原料ペレットの乾燥方法を提供する。
【解決手段】平均粒径３〜１３ｍｍ、乾燥前における含水率８〜１３質量％の焼結原料ペレットを流動層乾燥機１０を用いて乾燥する方法であって、乾燥室前段部１１において、焼結原料ペレットからなる流動層Ｌに供給される乾燥用気体Ａ１の流速を５〜１０Ｎｍ／ｓとし、乾燥室前段部１１と乾燥室後段部１２との境界２３において、流動層Ｌを構成する焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％に低下した時点で、乾燥室後段部１２に供給される乾燥用気体Ａ２の流速を３〜４．５Ｎｍ／ｓとして、焼結原料ペレットを連続して乾燥させる。
【解決手段】平均粒径３〜１３ｍｍ、乾燥前における含水率８〜１３質量％の焼結原料ペレットを流動層乾燥機１０を用いて乾燥する方法であって、乾燥室前段部１１において、焼結原料ペレットからなる流動層Ｌに供給される乾燥用気体Ａ１の流速を５〜１０Ｎｍ／ｓとし、乾燥室前段部１１と乾燥室後段部１２との境界２３において、流動層Ｌを構成する焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％に低下した時点で、乾燥室後段部１２に供給される乾燥用気体Ａ２の流速を３〜４．５Ｎｍ／ｓとして、焼結原料ペレットを連続して乾燥させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結原料ペレットの乾燥方法に関し、詳細には、流動層乾燥機を用いて焼結原料ペレットを連続乾燥する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、微粉の多い鉄鉱石は、焼結前の事前処理として、粉砕して整粒化した後、水やバインダーを添加して造粒し、擬似粒子化した造粒物（焼結原料ペレット）に加工して焼結機に装入される。
この焼結原料ペレットの強度が低いと、焼結機までの搬送過程や焼結機充填層で、焼結原料ペレットが崩壊し、焼結機で目詰まりを起こすことがある。
【０００３】
上記問題を解決するため、例えば特許文献１では、粗粒及び微粉を含む２種類以上の鉄鉱石を原料とし、核粒子となる粗粒に微粉を付着させて造粒物Ｓを製造する第１の造粒装置と、微粉のみ又は微粉を主体として造粒させて造粒物Ｐを製造する第２の造粒装置とを備え、造粒物Ｓに比べて強度の低い造粒物Ｐのみ乾燥機で乾燥させて、造粒物Ｐに含まれる水分量を外分で５質量％まで低下させることで造粒物Ｐの強度（圧壊強度）を向上させる発明が開示されている。
【０００４】
ところで、焼結原料ペレットを乾燥させる方法として、乾燥速度が速く生産性が高い流動層乾燥機が用いられることが多い。例えば特許文献２では、鉄鉱石を含む焼結原料に、バインダーを添加して造粒し、生成する造粒物を、ガスにより流動化して乾燥することにより、造粒物を素早く乾燥させて強度を発現させ、造粒物の崩壊を抑制する発明が開示されている。
また、特許文献３では、焼結原料を乾燥する流動層乾燥機と、流動層乾燥機によって乾燥された焼結原料ペレットの少なくとも一部を乾燥する充填層乾燥機とを備える焼結原料ペレット乾燥設備とすることにより、充分な強度が得られる含有水分まで焼結原料ペレットを乾燥させる際に必要な熱風量を低減して、乾燥工程における使用エネルギーを抑制する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５０７７０号公報
【特許文献２】特開２００７−１３８２４５号公報
【特許文献３】特開２００８−２５６３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３には、強度確保の観点から焼結原料ペレットに含まれる水分量は少ないほうが望ましいと記載され、焼結原料ペレットの強度を高めるために焼結原料ペレットを乾燥させている。
乾燥機によって乾燥された焼結原料ペレットは、乾燥後の水分が低いほど強度も向上するので、焼結までの搬送過程及び焼結時における焼結原料ペレットの崩壊は減少する。これは、焼結原料ペレットに含まれる水分量が少ないほど、焼結原料ペレットの圧壊強度が高くなることに起因している。
【０００７】
一方、焼結原料ペレットのような造粒物を流動層乾燥機で乾燥すると、造粒物表面の微粉が剥離して粉化するという造粒物特有の課題がある。
【０００８】
粉化した微粉は、乾燥室の天井に設置された排気口から回収された後、造粒工程で再利用されることになるが、生産性や熱経済性の観点から粉化率を低減させる必要がある。現在、乾燥用気体の流速を５Ｎｍ／ｓとして、焼結原料ペレットの含水率が３質量％程度になるまで流動層乾燥機を用いて乾燥させているが、粉化率は１０〜１５％にもなり、大きな問題となっている。
なお、Ｎｍ／ｓは標準状態（０℃、１ａｔｍ）における乾燥用気体の流速をいう。また、粉化率とは、乾燥した焼結原料ペレットにおいて、乾燥前焼結原料ペレット全質量に対する粉化した質量の比率、即ち粉化による歩留り落ちをいう。
【０００９】
上記課題に関し、焼結原料ペレットの圧壊強度と同様、焼結原料ペレットに含まれる水分量が少ないほど、焼結原料ペレット表面に付着する微粉の付着力も大きくなり、微粉が剥離しにくくなるであろうと考えられていた。しかし、本発明者等は、焼結原料ペレットを流動層乾燥機で乾燥した場合、焼結原料ペレットに含まれる水分量が少ないほど、微粉が剥離して粉化しやすいことを発見した。
この発見によって、落下等の衝撃に起因する圧縮力による焼結原料ペレットの崩壊と、摩擦等に起因するせん断力による微粉の剥離が、異なる破壊現象であることが明らかとなった。後者の場合、焼結原料ペレットに含まれる水分量が少なくなると、焼結原料ペレット表面に存在する水分による付着力が弱まるので、微粉が剥離して粉化しやすいのではないかと、本発明者等は推測している。
【００１０】
上記知見に基づき、本発明では、焼結原料ペレットの強度を犠牲にすることなく、焼結原料ペレット表面の微粉の剥離を抑制して歩留りを向上させることが可能な、流動層乾燥機による焼結原料ペレットの乾燥方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、平均粒径３〜１３ｍｍ、乾燥前における含水率８〜１３質量％の焼結原料ペレットを流動層乾燥機を用いて乾燥する方法であって、
前記焼結原料ペレットからなる流動層に供給される乾燥用気体の流速を、前記焼結原料ペレットが装入される供給口側において５〜１０Ｎｍ／ｓとし、前記流動層を構成する焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％に低下した時点で、前記乾燥用気体の流速を３〜４．５Ｎｍ／ｓとして、前記焼結原料ペレットを連続して乾燥させることを特徴としている。
ここで、「焼結原料ペレットを連続して乾燥させる」とは、焼結原料ペレットが流動層乾燥機の供給口から乾燥室内に連続して装入されることで、焼結原料ペレットからなる流動層が排出口側に連続的に移動して乾燥室から連続して排出されることをいう。高い生産性を確保するためには、焼結原料ペレットを連続して乾燥することが必要となる。
また、「乾燥用気体の流速」は空塔速度であり、流動層内通過気体流量を流動層断面積で除した値である（ＪＩＳＢ０１２６「火力発電用語−ボイラ及び付属装置」参照）。
【００１２】
本発明者等は、流動層乾燥機を用いて焼結原料ペレットを乾燥する際、焼結原料ペレットの含水率が低下するにつれて焼結原料ペレットの粉化率が上昇すること、また乾燥用気体の流速が大きなほど、粉化率が大きくなることを発見した。なかでも焼結原料ペレットの含水率が５質量％程度未満になると、乾燥用気体の流速が焼結原料ペレットの粉化率に及ぼす影響が大きくなることを見出した。
そこで、本発明では、高い生産性を確保するため、流動層乾燥機を用いて焼結原料ペレットを連続して乾燥させることを前提としたうえで、焼結原料ペレットの強度確保と焼結原料ペレット表面の微粉剥離防止を両立させるべく、乾燥前における焼結原料ペレットの含水率が８〜１３質量％のとき、乾燥用気体の流速を、一定流速とする従来方法に比べて相対的に大きくして焼結原料ペレットの乾燥促進を図ると共に、焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％に低下した時点で、乾燥用気体の流速を、一定流速とする従来方法に比べて相対的に小さくして焼結原料ペレットの粉化を抑制する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る焼結原料ペレットの乾燥方法では、流動層乾燥機を用いて焼結原料ペレットを連続乾燥する際に、乾燥前における焼結原料ペレットの含水率が８〜１３質量％のとき、乾燥用気体の流速を５〜１０Ｎｍ／ｓとし、焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％に低下した時点で、乾燥用気体の流速を３〜４．５Ｎｍ／ｓとするので、焼結原料ペレットの強度を犠牲にすることなく、焼結原料ペレット表面の微粉の剥離を抑制して歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る焼結原料ペレットの乾燥方法に使用する流動層乾燥機の模式図である。
【図２】流動層乾燥における焼結原料ペレットの粉化率と焼結原料ペレットの含水率との関係を、乾燥用気体の流速をパラメータとして示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
乾燥前の焼結原料ペレットは、表面に水分が存在するため粘性を有している。そのため、焼結原料ペレット同士がくっついて通気性が悪くなり、乾燥効率が低下する。流動層乾燥機では、焼結原料ペレットからなる流動層に下方から乾燥用気体を吹き付けることで、個々の焼結原料ペレットが流動して通気性が確保され、乾燥が促進される。
【００１６】
しかし、焼結原料ペレットの乾燥が進行するにつれて、焼結原料ペレットに含まれる含有水分が少なくなるため、焼結原料ペレット表面に存在する水分による付着力が低下する。その結果、流動化時の焼結原料ペレット同士の衝突や乾燥室内壁との摩擦によって、焼結原料ペレット表面の微粉が剥離して粉化を招く。これを避けるため、焼結原料ペレットに含まれる含有水分の低減を抑制すると、焼結原料ペレット内部で水分値が十分低下していないので、焼結原料ペレット強度を高めることができないという問題がある。
【００１７】
図２は、流動層乾燥における焼結原料ペレットの粉化率と焼結原料ペレットの含水率との関係を、乾燥用気体の流速をパラメータとして示したものである。同図より、焼結原料ペレットの含水率が低下するにつれて焼結原料ペレットの粉化率が上昇し、焼結原料ペレットの含水率が５質量％程度未満になると、粉化率が急に大きくなることがわかる。また、乾燥用気体の流速が大きなほど粉化率は大きくなることがわかる。
因みに、従来の流動層乾燥では、乾燥用気体の流速５Ｎｍ／ｓにて焼結原料ペレットの含水率が３質量％程度になるまで乾燥させており、その際の粉化率は１３％となる（図２参照）。
【００１８】
一方、図２より明らかなように、乾燥用気体の流速を遅くしてゆっくり流動化させれば粉化率は低くなるが、目標とする含水率まで焼結原料ペレットを乾燥させるのに大幅に時間が掛かるという問題がある。
【００１９】
そこで、本発明では、高い生産性を確保するため、流動層乾燥機を用いて焼結原料ペレットを連続して乾燥させることを前提としたうえで、焼結原料ペレットの含水率が高い乾燥前期は、焼結原料ペレット表面の付着力が大きく粉化しにくいので、乾燥用気体の流速を、一定流速とする従来方法に比べて相対的に大きくして焼結原料ペレットの乾燥促進を図ると共に、焼結原料ペレットの含水率が所定値に低下した乾燥後期は、焼結原料ペレット表面の付着力が小さく粉化しやすいので、乾燥用気体の流速を、一定流速とする従来方法に比べて相対的に小さくして焼結原料ペレットの粉化を抑制するようにしている。
【００２０】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。
【００２１】
本発明の一実施の形態に係る焼結原料ペレットの乾燥方法に使用する流動層乾燥機１０の模式図を図１に示す。
流動層乾燥機１０の本体となる乾燥室１３は、水平一方向に長い概略直方体状とされ、焼結原料ペレットを装入する供給口１４が長手方向の一方の端面に、焼結原料ペレットを排出する排出口１５が長手方向の他方の端面にそれぞれ設けられている。また、筒状とされた排出口１５の途中には排出機２６が設置されている。
以下の説明では、乾燥室１３の供給口１４側の１／２空間を乾燥室前段部１１、乾燥室１３の排出口１５側の１／２空間を乾燥室後段部１２と便宜上、呼ぶことにする。
【００２２】
乾燥室１３の底部には、乾燥室前段部１１に下方から乾燥用気体Ａ１を吹き込むため上方に向けて拡開する風箱１７と、乾燥室後段部１２に下方から乾燥用気体Ａ２を吹き込むため上方に向けて拡開する風箱１８が前後に並設されている。
風箱１７、１８の下端部には、乾燥用気体Ａ１、Ａ２を送給するためのガス管１９、２０が接続され、ガス管１９、２０の途中には、乾燥用気体Ａ１、Ａ２の流速を調節するための流量調整弁２１、２２が取り付けられている。
【００２３】
風箱１７、１８の上方には、乾燥室１３の床面を構成する分散板１６が設置されている。分散板１６には、乾燥用気体Ａ１、Ａ２が通過する孔が複数形成されており、供給口１４から乾燥室１３内に装入された焼結原料ペレットは、分散板１６上で流動層Ｌを形成し、供給口１４から排出口１５へ連続的に移動する。
一方、乾燥室１３の天井には排気口２４が設けられており、粉化した微粉は排気口２４から集塵機２５により回収され、造粒工程で再利用される。
【００２４】
また、流動層乾燥機１０は、乾燥室後段部１２とその直下の風箱１８の差圧ΔＰを計測する差圧計２７を備えている。流動層Ｌの層厚は差圧ΔＰに比例するので、差圧ΔＰに応じて排出機２６を作動させることにより、流動層Ｌの層厚を制御することができる。例えば、流動層Ｌの層厚がｈ１のときの差圧ΔＰがΔＰ１であるとすると、流動層Ｌの層厚をｈ１に維持したいとき、排出機２６の作動条件をΔＰ≧ΔＰ１に設定すればよい。この条件下では、ΔＰ＜ΔＰ１の時、排出機２６が作動しないため、焼結原料ペレットは乾燥室１３から排出されず流動層Ｌの層厚は徐々に厚くなる。ΔＰ＝ΔＰ１になった時点で排出機２６が作動して乾燥室１３から焼結原料ペレットが排出されるため、流動層Ｌの層厚はｈ１に保たれ、ｈ１より厚くなることはない。
【００２５】
なお、本実施の形態では、乾燥室前段部１１と乾燥室後段部１２との境界２３は仮想境界であり仕切り板は設置していないが、仕切り板を設置しても良く、その場合は、流動層Ｌが通過するための開口部を仕切り板に設ける必要がある。
【００２６】
次に、上記構成を有する流動層乾燥機１０を用いて焼結原料ペレットを連続乾燥する方法について説明する。
連続乾燥の対象となる焼結原料ペレットは、平均粒径３〜１３ｍｍ、乾燥前における含水率８〜１３質量％とする。
焼結原料ペレットの平均粒径が３ｍｍ未満だと、焼結原料ペレットを焼結機に装入したときに密に充填され、焼結機の通気性が阻害される。一方、焼結原料ペレットの平均粒径が１３ｍｍを超えると、焼結鉱の製造時に、焼結鉱の中央部まで焼結できない。
【００２７】
焼結原料ペレットの平均粒径は以下の方法により算出する。
焼結原料ペレットを、１９．０ｍｍ、１６．０ｍｍ、９．５ｍｍ、８．０ｍｍ、６．７ｍｍ、４．７５ｍｍ、２．８ｍｍ、２．０ｍｍ、１．０ｍｍ、０．５ｍｍの篩いを用いて分級してグループに分け、各グループについて代表径と質量比（焼結原料ペレット全質量に対する当該グループに属する焼結原料ペレットの質量）を求める（ＪＩＳＺ８８０１−１「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」参照）。そして、各グループごとに代表径と質量比との積を算出して、それらの総和を焼結原料ペレットの平均粒径とする。ここで、代表径は、篩い目０．５ｍｍアンダーは０．２５ｍｍ、その他は篩い目の中心値（例えば、１９．０ｍｍアンダー〜１６．０ｍｍオーバーのグループでは、篩い目の中心値は１７．５ｍｍとなる。）とする。
なお、１９．０ｍｍオーバーの焼結原料ペレットが存在する場合は、適宜、２２．４ｍｍ、２６．５ｍｍの篩いを準備し、分級後に篩い目の中心値を代表径として、上述した方法により平均粒径を求めればよい。
【００２８】
また、乾燥前における焼結原料ペレットの含水率が８質量％未満だと、造粒時の水分が不足しているため、造粒が進まず、焼結原料ペレットの平均粒径が３ｍｍ未満となる。一方、乾燥前における焼結原料ペレットの含水率が１３質量％を超えると、水分が多すぎて、うまく造粒できない。焼結原料ペレットの崩壊を防止するためには、焼結原料ペレットの圧壊強度は高いほど良く、０．５ＭＰａ以上であることが望ましい。そのためにも乾燥後の焼結原料ペレットの含水率が４質量％以下であることが望ましい。
【００２９】
なお、焼結原料ペレットの含水率は、焼結原料ペレット１０００ｇ（乾燥前質量）を１５０℃の恒温槽で水分が蒸発しなくなるまで（それ以上乾燥しても質量の変化がなくなるまで）乾燥させた後、乾燥後の焼結原料ペレットの質量を測定し、次式により算出する。
含水率（質量％）＝（乾燥前の焼結原料ペレット質量−乾燥後の焼結原料ペレット質量）／乾燥前の焼結原料ペレット質量×１００
【００３０】
乾燥室前段部１１に下方から吹き込まれる乾燥用気体Ａ１の流速は５〜１０Ｎｍ／ｓ、乾燥室後段部１２に下方から吹き込まれる乾燥用気体Ａ２の流速は３〜４．５Ｎｍ／ｓとする。ここで、乾燥用気体Ａ１、Ａ２の流速は、流動層内通過気体流量（ガス管１９、２０に設置した流量計（図示省略）にて測定した流量（Ｎｍ３／ｓ））を流動層断面積（風箱１７、１８の上面開口面積（ｍ２））で除した値である。
なお、乾燥用気体Ａ１、Ａ２としては、焼結鉱冷却設備の排ガスや熱風発生炉等で製造された熱風等、流動層乾燥機の乾燥用気体として一般的に使用されているもので良く、その温度も流動層乾燥機において一般的に使用されている乾燥用気体の温度、例えば１８０〜２８０℃であれば良い。
【００３１】
乾燥用気体Ａ１の流速が５Ｎｍ／ｓ未満の場合、焼結原料ペレットの表面水分による焼結原料ペレット間の付着力に抗して焼結原料ペレットを流動化させることが十分にできないため、乾燥が進まず、排出後の焼結原料ペレットの含水率が４質量％超となり、必要なペレット強度が得られない。一方、乾燥用気体Ａ１の流速が１０Ｎｍ／ｓを超えると、焼結原料ペレットの含水率が乾燥室後段部１２より高く比較的粉化しにくい乾燥室前段部１１においても粉化率が大きくなり、乾燥用気体Ａ２の流速を３〜４．５Ｎｍ／ｓと低速にしても、粉化率が現状の粉化率１０〜１５％の下限値以上となる。
また、乾燥用気体Ａ２の流速が３Ｎｍ／ｓ未満の場合、焼結原料ペレットを流動化させることが十分にできないため、乾燥が進まず、排出後の焼結原料ペレットの含水率が４質量％超となり、必要なペレット強度が得られない。一方、乾燥用気体Ａ２の流速が４．５Ｎｍ／ｓを超える場合、図２に示すように、焼結原料ペレットの含水率が低くなると、粉化率が急激に増大し、十分な粉化抑制効果が得られない。好ましくは、乾燥用気体Ａ２の流速は４Ｎｍ／ｓ以下が良い。
【００３２】
本実施の形態では、流動層乾燥機１０を用いて焼結原料ペレットを連続乾燥する際、乾燥室前段部１１と乾燥室後段部１２との境界２３における焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％となるようコントロールすることが肝要である。
焼結原料ペレットの含水率が５質量％未満の場合、乾燥室前段部１１で５質量％未満まで焼結原料ペレットの乾燥が進んでしまうため、乾燥室前段部１１での粉化率が大きくなり、最終的な粉化率が１０％以上となる。一方、焼結原料ペレットの含水率が７質量％を超える場合、排出後の焼結原料ペレットの含水率が４％超になり、目標のペレット強度が得られなくなる。
【００３３】
乾燥室前段部１１と乾燥室後段部１２との境界２３における焼結原料ペレットの含水率は以下の方法によりコントロールする。
乾燥室前段部１１に供給される乾燥用気体Ａ１の流速を変化させて、乾燥室前段部１１と乾燥室後段部１２の境界２３における焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％の領域に入る乾燥時間を事前試験により求めておく。具体的には、乾燥室前段部１１と乾燥室後段部１２に供給される乾燥用気体Ａ１、Ａ２を同じ流速にして、流速ごとに、流動層Ｌの層厚を変えることで乾燥時間を変動させ、境界２３における焼結原料ペレットの含水率を調査する。そして、この事前試験結果に基づいて、乾燥用気体Ａ１の流速に対して、境界２３における焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％となる乾燥時間、即ち流動層Ｌの層厚を把握しておく。実操業では、境界２３における焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％となるように、前述した方法により流動層Ｌの層厚をコントロールすれば良い。
【００３４】
なお、事前試験では、境界２３における焼結原料ペレットの含水率を以下の方法により調査すればよい。即ち、流動層Ｌの層厚変更後、装入された焼結原料ペレットが境界２３に達するのに十分な時間、例えば焼結原料ペレットの滞留時間（乾燥時間）が経過してから流動層Ｌを停止し、境界２３における流動層Ｌの内部にサンプル採取用の治具を挿入して焼結原料ペレットを採取して調査する。
また、上記事前試験は、乾燥室が前段部と後段部に分かれていない流動層乾燥機を用いて行うことも可能である。
【００３５】
本実施の形態に係る焼結原料ペレットの乾燥方法では、境界２３における焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％となるように、事前試験結果に基づいて乾燥室後段部１２とその直下の風箱１８の差圧ΔＰを設定すると共に、乾燥室前段部１１に下方から吹き込まれる乾燥用気体Ａ１の流速を５〜１０Ｎｍ／ｓ、乾燥室後段部１２に下方から吹き込まれる乾燥用気体Ａ２の流速を３〜４．５Ｎｍ／ｓとし、平均粒径３〜１３ｍｍ、乾燥前における含水率８〜１３質量％の焼結原料ペレットを流動層乾燥機１０を用いて連続乾燥することにより、焼結原料ペレットの強度を犠牲にすることなく、焼結原料ペレット表面の微粉の剥離を抑制して歩留りを向上させることができる。
【００３６】
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、上記実施の形態では、乾燥室前段部内及び乾燥室後段部内における乾燥用気体の流速をそれぞれ一定とし、乾燥室前段部と乾燥室後段部で乾燥用気体の流速が異なるようにしたが、乾燥室前段部と乾燥室後段部で乾燥用気体の流速がそれぞれ連続的に変化するようにしても良い。即ち、乾燥用気体の流速を、供給口付近において１０Ｎｍ／ｓ、供給口側境界付近において５Ｎｍ／ｓとして乾燥室前段部内で連続的に変化させると共に、排出口側境界付近において４．５Ｎｍ／ｓ、排出口付近において３Ｎｍ／ｓとして乾燥室後段部内で連続的に変化させても良い。
【００３７】
また、上記実施の形態では、乾燥室前段部と乾燥室後段部は同形状としているが、供給口から境界までの距離に比べて、境界から排出口までの距離のほうを長くしたり、その逆でも良い。
【実施例】
【００３８】
流動層乾燥機１０を用いて焼結原料ペレットの連続乾燥試験を実施した。粉化率と乾燥後の焼結原料ペレットの含水率を評価尺度とし、粉化率については１０％未満を○（合格）、１０％以上を×（不合格）、乾燥後の焼結原料ペレットの含水率については４質量％以下を○（合格）、４質量％超を×（不合格）とした。前述したように、乾燥後の焼結原料ペレットの含水率は４質量％以下が望ましいが、４質量％が臨界値というわけではなく、本実施例では、便宜的に４質量％超を不合格としている。
平均粒径５ｍｍ、乾燥前の含水率９質量％の焼結原料ペレットに対する試験結果を表１に、平均粒径１０ｍｍ、乾燥前の含水率１２質量％の焼結原料ペレットに対する試験結果を表２にそれぞれ示す。なお、乾燥用気体の温度は１８０〜２８０℃とした。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
同表より、実施例については不合格となったものが一つもなく、比較例については粉化率と含水率のいずれかが不合格となっていることがわかる。
具体的には、乾燥室前段部の乾燥用気体の流速が１０Ｎｍ／ｓを超える比較例１、７では粉化率が不合格となり、乾燥室前段部の乾燥用気体の流速が５Ｎｍ／ｓ未満である比較例２、８では含水率が不合格となっている。また、乾燥室後段部の乾燥用気体の流速が３Ｎｍ／ｓ未満である比較例３、９では含水率が不合格となり、乾燥室後段部の乾燥用気体の流速が４．５Ｎｍ／ｓを超える比較例４、１０では粉化率が不合格となっている。さらにまた、境界における焼結原料ペレットの含水率が５質量％未満である比較例５、１１では粉化率が不合格となり、境界における焼結原料ペレットの含水率が７質量％を超える比較例６、１２では含水率が不合格となっている。
【符号の説明】
【００４２】
１０：流動層乾燥機、１１：乾燥室前段部、１２：乾燥室後段部、１３：乾燥室、１４：供給口、１５：排出口、１６：分散板、１７、１８：風箱、１９、２０：ガス管、２１、２２：流量調整弁、２３：境界、２４：排気口、２５：集塵機、２６：排出機、２７：差圧計、Ａ１、Ａ２：乾燥用気体、Ｌ：流動層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結原料ペレットの乾燥方法に関し、詳細には、流動層乾燥機を用いて焼結原料ペレットを連続乾燥する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、微粉の多い鉄鉱石は、焼結前の事前処理として、粉砕して整粒化した後、水やバインダーを添加して造粒し、擬似粒子化した造粒物（焼結原料ペレット）に加工して焼結機に装入される。
この焼結原料ペレットの強度が低いと、焼結機までの搬送過程や焼結機充填層で、焼結原料ペレットが崩壊し、焼結機で目詰まりを起こすことがある。
【０００３】
上記問題を解決するため、例えば特許文献１では、粗粒及び微粉を含む２種類以上の鉄鉱石を原料とし、核粒子となる粗粒に微粉を付着させて造粒物Ｓを製造する第１の造粒装置と、微粉のみ又は微粉を主体として造粒させて造粒物Ｐを製造する第２の造粒装置とを備え、造粒物Ｓに比べて強度の低い造粒物Ｐのみ乾燥機で乾燥させて、造粒物Ｐに含まれる水分量を外分で５質量％まで低下させることで造粒物Ｐの強度（圧壊強度）を向上させる発明が開示されている。
【０００４】
ところで、焼結原料ペレットを乾燥させる方法として、乾燥速度が速く生産性が高い流動層乾燥機が用いられることが多い。例えば特許文献２では、鉄鉱石を含む焼結原料に、バインダーを添加して造粒し、生成する造粒物を、ガスにより流動化して乾燥することにより、造粒物を素早く乾燥させて強度を発現させ、造粒物の崩壊を抑制する発明が開示されている。
また、特許文献３では、焼結原料を乾燥する流動層乾燥機と、流動層乾燥機によって乾燥された焼結原料ペレットの少なくとも一部を乾燥する充填層乾燥機とを備える焼結原料ペレット乾燥設備とすることにより、充分な強度が得られる含有水分まで焼結原料ペレットを乾燥させる際に必要な熱風量を低減して、乾燥工程における使用エネルギーを抑制する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５０７７０号公報
【特許文献２】特開２００７−１３８２４５号公報
【特許文献３】特開２００８−２５６３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３には、強度確保の観点から焼結原料ペレットに含まれる水分量は少ないほうが望ましいと記載され、焼結原料ペレットの強度を高めるために焼結原料ペレットを乾燥させている。
乾燥機によって乾燥された焼結原料ペレットは、乾燥後の水分が低いほど強度も向上するので、焼結までの搬送過程及び焼結時における焼結原料ペレットの崩壊は減少する。これは、焼結原料ペレットに含まれる水分量が少ないほど、焼結原料ペレットの圧壊強度が高くなることに起因している。
【０００７】
一方、焼結原料ペレットのような造粒物を流動層乾燥機で乾燥すると、造粒物表面の微粉が剥離して粉化するという造粒物特有の課題がある。
【０００８】
粉化した微粉は、乾燥室の天井に設置された排気口から回収された後、造粒工程で再利用されることになるが、生産性や熱経済性の観点から粉化率を低減させる必要がある。現在、乾燥用気体の流速を５Ｎｍ／ｓとして、焼結原料ペレットの含水率が３質量％程度になるまで流動層乾燥機を用いて乾燥させているが、粉化率は１０〜１５％にもなり、大きな問題となっている。
なお、Ｎｍ／ｓは標準状態（０℃、１ａｔｍ）における乾燥用気体の流速をいう。また、粉化率とは、乾燥した焼結原料ペレットにおいて、乾燥前焼結原料ペレット全質量に対する粉化した質量の比率、即ち粉化による歩留り落ちをいう。
【０００９】
上記課題に関し、焼結原料ペレットの圧壊強度と同様、焼結原料ペレットに含まれる水分量が少ないほど、焼結原料ペレット表面に付着する微粉の付着力も大きくなり、微粉が剥離しにくくなるであろうと考えられていた。しかし、本発明者等は、焼結原料ペレットを流動層乾燥機で乾燥した場合、焼結原料ペレットに含まれる水分量が少ないほど、微粉が剥離して粉化しやすいことを発見した。
この発見によって、落下等の衝撃に起因する圧縮力による焼結原料ペレットの崩壊と、摩擦等に起因するせん断力による微粉の剥離が、異なる破壊現象であることが明らかとなった。後者の場合、焼結原料ペレットに含まれる水分量が少なくなると、焼結原料ペレット表面に存在する水分による付着力が弱まるので、微粉が剥離して粉化しやすいのではないかと、本発明者等は推測している。
【００１０】
上記知見に基づき、本発明では、焼結原料ペレットの強度を犠牲にすることなく、焼結原料ペレット表面の微粉の剥離を抑制して歩留りを向上させることが可能な、流動層乾燥機による焼結原料ペレットの乾燥方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、平均粒径３〜１３ｍｍ、乾燥前における含水率８〜１３質量％の焼結原料ペレットを流動層乾燥機を用いて乾燥する方法であって、
前記焼結原料ペレットからなる流動層に供給される乾燥用気体の流速を、前記焼結原料ペレットが装入される供給口側において５〜１０Ｎｍ／ｓとし、前記流動層を構成する焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％に低下した時点で、前記乾燥用気体の流速を３〜４．５Ｎｍ／ｓとして、前記焼結原料ペレットを連続して乾燥させることを特徴としている。
ここで、「焼結原料ペレットを連続して乾燥させる」とは、焼結原料ペレットが流動層乾燥機の供給口から乾燥室内に連続して装入されることで、焼結原料ペレットからなる流動層が排出口側に連続的に移動して乾燥室から連続して排出されることをいう。高い生産性を確保するためには、焼結原料ペレットを連続して乾燥することが必要となる。
また、「乾燥用気体の流速」は空塔速度であり、流動層内通過気体流量を流動層断面積で除した値である（ＪＩＳＢ０１２６「火力発電用語−ボイラ及び付属装置」参照）。
【００１２】
本発明者等は、流動層乾燥機を用いて焼結原料ペレットを乾燥する際、焼結原料ペレットの含水率が低下するにつれて焼結原料ペレットの粉化率が上昇すること、また乾燥用気体の流速が大きなほど、粉化率が大きくなることを発見した。なかでも焼結原料ペレットの含水率が５質量％程度未満になると、乾燥用気体の流速が焼結原料ペレットの粉化率に及ぼす影響が大きくなることを見出した。
そこで、本発明では、高い生産性を確保するため、流動層乾燥機を用いて焼結原料ペレットを連続して乾燥させることを前提としたうえで、焼結原料ペレットの強度確保と焼結原料ペレット表面の微粉剥離防止を両立させるべく、乾燥前における焼結原料ペレットの含水率が８〜１３質量％のとき、乾燥用気体の流速を、一定流速とする従来方法に比べて相対的に大きくして焼結原料ペレットの乾燥促進を図ると共に、焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％に低下した時点で、乾燥用気体の流速を、一定流速とする従来方法に比べて相対的に小さくして焼結原料ペレットの粉化を抑制する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る焼結原料ペレットの乾燥方法では、流動層乾燥機を用いて焼結原料ペレットを連続乾燥する際に、乾燥前における焼結原料ペレットの含水率が８〜１３質量％のとき、乾燥用気体の流速を５〜１０Ｎｍ／ｓとし、焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％に低下した時点で、乾燥用気体の流速を３〜４．５Ｎｍ／ｓとするので、焼結原料ペレットの強度を犠牲にすることなく、焼結原料ペレット表面の微粉の剥離を抑制して歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る焼結原料ペレットの乾燥方法に使用する流動層乾燥機の模式図である。
【図２】流動層乾燥における焼結原料ペレットの粉化率と焼結原料ペレットの含水率との関係を、乾燥用気体の流速をパラメータとして示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
乾燥前の焼結原料ペレットは、表面に水分が存在するため粘性を有している。そのため、焼結原料ペレット同士がくっついて通気性が悪くなり、乾燥効率が低下する。流動層乾燥機では、焼結原料ペレットからなる流動層に下方から乾燥用気体を吹き付けることで、個々の焼結原料ペレットが流動して通気性が確保され、乾燥が促進される。
【００１６】
しかし、焼結原料ペレットの乾燥が進行するにつれて、焼結原料ペレットに含まれる含有水分が少なくなるため、焼結原料ペレット表面に存在する水分による付着力が低下する。その結果、流動化時の焼結原料ペレット同士の衝突や乾燥室内壁との摩擦によって、焼結原料ペレット表面の微粉が剥離して粉化を招く。これを避けるため、焼結原料ペレットに含まれる含有水分の低減を抑制すると、焼結原料ペレット内部で水分値が十分低下していないので、焼結原料ペレット強度を高めることができないという問題がある。
【００１７】
図２は、流動層乾燥における焼結原料ペレットの粉化率と焼結原料ペレットの含水率との関係を、乾燥用気体の流速をパラメータとして示したものである。同図より、焼結原料ペレットの含水率が低下するにつれて焼結原料ペレットの粉化率が上昇し、焼結原料ペレットの含水率が５質量％程度未満になると、粉化率が急に大きくなることがわかる。また、乾燥用気体の流速が大きなほど粉化率は大きくなることがわかる。
因みに、従来の流動層乾燥では、乾燥用気体の流速５Ｎｍ／ｓにて焼結原料ペレットの含水率が３質量％程度になるまで乾燥させており、その際の粉化率は１３％となる（図２参照）。
【００１８】
一方、図２より明らかなように、乾燥用気体の流速を遅くしてゆっくり流動化させれば粉化率は低くなるが、目標とする含水率まで焼結原料ペレットを乾燥させるのに大幅に時間が掛かるという問題がある。
【００１９】
そこで、本発明では、高い生産性を確保するため、流動層乾燥機を用いて焼結原料ペレットを連続して乾燥させることを前提としたうえで、焼結原料ペレットの含水率が高い乾燥前期は、焼結原料ペレット表面の付着力が大きく粉化しにくいので、乾燥用気体の流速を、一定流速とする従来方法に比べて相対的に大きくして焼結原料ペレットの乾燥促進を図ると共に、焼結原料ペレットの含水率が所定値に低下した乾燥後期は、焼結原料ペレット表面の付着力が小さく粉化しやすいので、乾燥用気体の流速を、一定流速とする従来方法に比べて相対的に小さくして焼結原料ペレットの粉化を抑制するようにしている。
【００２０】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。
【００２１】
本発明の一実施の形態に係る焼結原料ペレットの乾燥方法に使用する流動層乾燥機１０の模式図を図１に示す。
流動層乾燥機１０の本体となる乾燥室１３は、水平一方向に長い概略直方体状とされ、焼結原料ペレットを装入する供給口１４が長手方向の一方の端面に、焼結原料ペレットを排出する排出口１５が長手方向の他方の端面にそれぞれ設けられている。また、筒状とされた排出口１５の途中には排出機２６が設置されている。
以下の説明では、乾燥室１３の供給口１４側の１／２空間を乾燥室前段部１１、乾燥室１３の排出口１５側の１／２空間を乾燥室後段部１２と便宜上、呼ぶことにする。
【００２２】
乾燥室１３の底部には、乾燥室前段部１１に下方から乾燥用気体Ａ１を吹き込むため上方に向けて拡開する風箱１７と、乾燥室後段部１２に下方から乾燥用気体Ａ２を吹き込むため上方に向けて拡開する風箱１８が前後に並設されている。
風箱１７、１８の下端部には、乾燥用気体Ａ１、Ａ２を送給するためのガス管１９、２０が接続され、ガス管１９、２０の途中には、乾燥用気体Ａ１、Ａ２の流速を調節するための流量調整弁２１、２２が取り付けられている。
【００２３】
風箱１７、１８の上方には、乾燥室１３の床面を構成する分散板１６が設置されている。分散板１６には、乾燥用気体Ａ１、Ａ２が通過する孔が複数形成されており、供給口１４から乾燥室１３内に装入された焼結原料ペレットは、分散板１６上で流動層Ｌを形成し、供給口１４から排出口１５へ連続的に移動する。
一方、乾燥室１３の天井には排気口２４が設けられており、粉化した微粉は排気口２４から集塵機２５により回収され、造粒工程で再利用される。
【００２４】
また、流動層乾燥機１０は、乾燥室後段部１２とその直下の風箱１８の差圧ΔＰを計測する差圧計２７を備えている。流動層Ｌの層厚は差圧ΔＰに比例するので、差圧ΔＰに応じて排出機２６を作動させることにより、流動層Ｌの層厚を制御することができる。例えば、流動層Ｌの層厚がｈ１のときの差圧ΔＰがΔＰ１であるとすると、流動層Ｌの層厚をｈ１に維持したいとき、排出機２６の作動条件をΔＰ≧ΔＰ１に設定すればよい。この条件下では、ΔＰ＜ΔＰ１の時、排出機２６が作動しないため、焼結原料ペレットは乾燥室１３から排出されず流動層Ｌの層厚は徐々に厚くなる。ΔＰ＝ΔＰ１になった時点で排出機２６が作動して乾燥室１３から焼結原料ペレットが排出されるため、流動層Ｌの層厚はｈ１に保たれ、ｈ１より厚くなることはない。
【００２５】
なお、本実施の形態では、乾燥室前段部１１と乾燥室後段部１２との境界２３は仮想境界であり仕切り板は設置していないが、仕切り板を設置しても良く、その場合は、流動層Ｌが通過するための開口部を仕切り板に設ける必要がある。
【００２６】
次に、上記構成を有する流動層乾燥機１０を用いて焼結原料ペレットを連続乾燥する方法について説明する。
連続乾燥の対象となる焼結原料ペレットは、平均粒径３〜１３ｍｍ、乾燥前における含水率８〜１３質量％とする。
焼結原料ペレットの平均粒径が３ｍｍ未満だと、焼結原料ペレットを焼結機に装入したときに密に充填され、焼結機の通気性が阻害される。一方、焼結原料ペレットの平均粒径が１３ｍｍを超えると、焼結鉱の製造時に、焼結鉱の中央部まで焼結できない。
【００２７】
焼結原料ペレットの平均粒径は以下の方法により算出する。
焼結原料ペレットを、１９．０ｍｍ、１６．０ｍｍ、９．５ｍｍ、８．０ｍｍ、６．７ｍｍ、４．７５ｍｍ、２．８ｍｍ、２．０ｍｍ、１．０ｍｍ、０．５ｍｍの篩いを用いて分級してグループに分け、各グループについて代表径と質量比（焼結原料ペレット全質量に対する当該グループに属する焼結原料ペレットの質量）を求める（ＪＩＳＺ８８０１−１「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」参照）。そして、各グループごとに代表径と質量比との積を算出して、それらの総和を焼結原料ペレットの平均粒径とする。ここで、代表径は、篩い目０．５ｍｍアンダーは０．２５ｍｍ、その他は篩い目の中心値（例えば、１９．０ｍｍアンダー〜１６．０ｍｍオーバーのグループでは、篩い目の中心値は１７．５ｍｍとなる。）とする。
なお、１９．０ｍｍオーバーの焼結原料ペレットが存在する場合は、適宜、２２．４ｍｍ、２６．５ｍｍの篩いを準備し、分級後に篩い目の中心値を代表径として、上述した方法により平均粒径を求めればよい。
【００２８】
また、乾燥前における焼結原料ペレットの含水率が８質量％未満だと、造粒時の水分が不足しているため、造粒が進まず、焼結原料ペレットの平均粒径が３ｍｍ未満となる。一方、乾燥前における焼結原料ペレットの含水率が１３質量％を超えると、水分が多すぎて、うまく造粒できない。焼結原料ペレットの崩壊を防止するためには、焼結原料ペレットの圧壊強度は高いほど良く、０．５ＭＰａ以上であることが望ましい。そのためにも乾燥後の焼結原料ペレットの含水率が４質量％以下であることが望ましい。
【００２９】
なお、焼結原料ペレットの含水率は、焼結原料ペレット１０００ｇ（乾燥前質量）を１５０℃の恒温槽で水分が蒸発しなくなるまで（それ以上乾燥しても質量の変化がなくなるまで）乾燥させた後、乾燥後の焼結原料ペレットの質量を測定し、次式により算出する。
含水率（質量％）＝（乾燥前の焼結原料ペレット質量−乾燥後の焼結原料ペレット質量）／乾燥前の焼結原料ペレット質量×１００
【００３０】
乾燥室前段部１１に下方から吹き込まれる乾燥用気体Ａ１の流速は５〜１０Ｎｍ／ｓ、乾燥室後段部１２に下方から吹き込まれる乾燥用気体Ａ２の流速は３〜４．５Ｎｍ／ｓとする。ここで、乾燥用気体Ａ１、Ａ２の流速は、流動層内通過気体流量（ガス管１９、２０に設置した流量計（図示省略）にて測定した流量（Ｎｍ３／ｓ））を流動層断面積（風箱１７、１８の上面開口面積（ｍ２））で除した値である。
なお、乾燥用気体Ａ１、Ａ２としては、焼結鉱冷却設備の排ガスや熱風発生炉等で製造された熱風等、流動層乾燥機の乾燥用気体として一般的に使用されているもので良く、その温度も流動層乾燥機において一般的に使用されている乾燥用気体の温度、例えば１８０〜２８０℃であれば良い。
【００３１】
乾燥用気体Ａ１の流速が５Ｎｍ／ｓ未満の場合、焼結原料ペレットの表面水分による焼結原料ペレット間の付着力に抗して焼結原料ペレットを流動化させることが十分にできないため、乾燥が進まず、排出後の焼結原料ペレットの含水率が４質量％超となり、必要なペレット強度が得られない。一方、乾燥用気体Ａ１の流速が１０Ｎｍ／ｓを超えると、焼結原料ペレットの含水率が乾燥室後段部１２より高く比較的粉化しにくい乾燥室前段部１１においても粉化率が大きくなり、乾燥用気体Ａ２の流速を３〜４．５Ｎｍ／ｓと低速にしても、粉化率が現状の粉化率１０〜１５％の下限値以上となる。
また、乾燥用気体Ａ２の流速が３Ｎｍ／ｓ未満の場合、焼結原料ペレットを流動化させることが十分にできないため、乾燥が進まず、排出後の焼結原料ペレットの含水率が４質量％超となり、必要なペレット強度が得られない。一方、乾燥用気体Ａ２の流速が４．５Ｎｍ／ｓを超える場合、図２に示すように、焼結原料ペレットの含水率が低くなると、粉化率が急激に増大し、十分な粉化抑制効果が得られない。好ましくは、乾燥用気体Ａ２の流速は４Ｎｍ／ｓ以下が良い。
【００３２】
本実施の形態では、流動層乾燥機１０を用いて焼結原料ペレットを連続乾燥する際、乾燥室前段部１１と乾燥室後段部１２との境界２３における焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％となるようコントロールすることが肝要である。
焼結原料ペレットの含水率が５質量％未満の場合、乾燥室前段部１１で５質量％未満まで焼結原料ペレットの乾燥が進んでしまうため、乾燥室前段部１１での粉化率が大きくなり、最終的な粉化率が１０％以上となる。一方、焼結原料ペレットの含水率が７質量％を超える場合、排出後の焼結原料ペレットの含水率が４％超になり、目標のペレット強度が得られなくなる。
【００３３】
乾燥室前段部１１と乾燥室後段部１２との境界２３における焼結原料ペレットの含水率は以下の方法によりコントロールする。
乾燥室前段部１１に供給される乾燥用気体Ａ１の流速を変化させて、乾燥室前段部１１と乾燥室後段部１２の境界２３における焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％の領域に入る乾燥時間を事前試験により求めておく。具体的には、乾燥室前段部１１と乾燥室後段部１２に供給される乾燥用気体Ａ１、Ａ２を同じ流速にして、流速ごとに、流動層Ｌの層厚を変えることで乾燥時間を変動させ、境界２３における焼結原料ペレットの含水率を調査する。そして、この事前試験結果に基づいて、乾燥用気体Ａ１の流速に対して、境界２３における焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％となる乾燥時間、即ち流動層Ｌの層厚を把握しておく。実操業では、境界２３における焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％となるように、前述した方法により流動層Ｌの層厚をコントロールすれば良い。
【００３４】
なお、事前試験では、境界２３における焼結原料ペレットの含水率を以下の方法により調査すればよい。即ち、流動層Ｌの層厚変更後、装入された焼結原料ペレットが境界２３に達するのに十分な時間、例えば焼結原料ペレットの滞留時間（乾燥時間）が経過してから流動層Ｌを停止し、境界２３における流動層Ｌの内部にサンプル採取用の治具を挿入して焼結原料ペレットを採取して調査する。
また、上記事前試験は、乾燥室が前段部と後段部に分かれていない流動層乾燥機を用いて行うことも可能である。
【００３５】
本実施の形態に係る焼結原料ペレットの乾燥方法では、境界２３における焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％となるように、事前試験結果に基づいて乾燥室後段部１２とその直下の風箱１８の差圧ΔＰを設定すると共に、乾燥室前段部１１に下方から吹き込まれる乾燥用気体Ａ１の流速を５〜１０Ｎｍ／ｓ、乾燥室後段部１２に下方から吹き込まれる乾燥用気体Ａ２の流速を３〜４．５Ｎｍ／ｓとし、平均粒径３〜１３ｍｍ、乾燥前における含水率８〜１３質量％の焼結原料ペレットを流動層乾燥機１０を用いて連続乾燥することにより、焼結原料ペレットの強度を犠牲にすることなく、焼結原料ペレット表面の微粉の剥離を抑制して歩留りを向上させることができる。
【００３６】
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、上記実施の形態では、乾燥室前段部内及び乾燥室後段部内における乾燥用気体の流速をそれぞれ一定とし、乾燥室前段部と乾燥室後段部で乾燥用気体の流速が異なるようにしたが、乾燥室前段部と乾燥室後段部で乾燥用気体の流速がそれぞれ連続的に変化するようにしても良い。即ち、乾燥用気体の流速を、供給口付近において１０Ｎｍ／ｓ、供給口側境界付近において５Ｎｍ／ｓとして乾燥室前段部内で連続的に変化させると共に、排出口側境界付近において４．５Ｎｍ／ｓ、排出口付近において３Ｎｍ／ｓとして乾燥室後段部内で連続的に変化させても良い。
【００３７】
また、上記実施の形態では、乾燥室前段部と乾燥室後段部は同形状としているが、供給口から境界までの距離に比べて、境界から排出口までの距離のほうを長くしたり、その逆でも良い。
【実施例】
【００３８】
流動層乾燥機１０を用いて焼結原料ペレットの連続乾燥試験を実施した。粉化率と乾燥後の焼結原料ペレットの含水率を評価尺度とし、粉化率については１０％未満を○（合格）、１０％以上を×（不合格）、乾燥後の焼結原料ペレットの含水率については４質量％以下を○（合格）、４質量％超を×（不合格）とした。前述したように、乾燥後の焼結原料ペレットの含水率は４質量％以下が望ましいが、４質量％が臨界値というわけではなく、本実施例では、便宜的に４質量％超を不合格としている。
平均粒径５ｍｍ、乾燥前の含水率９質量％の焼結原料ペレットに対する試験結果を表１に、平均粒径１０ｍｍ、乾燥前の含水率１２質量％の焼結原料ペレットに対する試験結果を表２にそれぞれ示す。なお、乾燥用気体の温度は１８０〜２８０℃とした。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
同表より、実施例については不合格となったものが一つもなく、比較例については粉化率と含水率のいずれかが不合格となっていることがわかる。
具体的には、乾燥室前段部の乾燥用気体の流速が１０Ｎｍ／ｓを超える比較例１、７では粉化率が不合格となり、乾燥室前段部の乾燥用気体の流速が５Ｎｍ／ｓ未満である比較例２、８では含水率が不合格となっている。また、乾燥室後段部の乾燥用気体の流速が３Ｎｍ／ｓ未満である比較例３、９では含水率が不合格となり、乾燥室後段部の乾燥用気体の流速が４．５Ｎｍ／ｓを超える比較例４、１０では粉化率が不合格となっている。さらにまた、境界における焼結原料ペレットの含水率が５質量％未満である比較例５、１１では粉化率が不合格となり、境界における焼結原料ペレットの含水率が７質量％を超える比較例６、１２では含水率が不合格となっている。
【符号の説明】
【００４２】
１０：流動層乾燥機、１１：乾燥室前段部、１２：乾燥室後段部、１３：乾燥室、１４：供給口、１５：排出口、１６：分散板、１７、１８：風箱、１９、２０：ガス管、２１、２２：流量調整弁、２３：境界、２４：排気口、２５：集塵機、２６：排出機、２７：差圧計、Ａ１、Ａ２：乾燥用気体、Ｌ：流動層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径３〜１３ｍｍ、乾燥前における含水率８〜１３質量％の焼結原料ペレットを流動層乾燥機を用いて乾燥する方法であって、
前記焼結原料ペレットからなる流動層に供給される乾燥用気体の流速を、前記焼結原料ペレットが装入される供給口側において５〜１０Ｎｍ／ｓとし、前記流動層を構成する焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％に低下した時点で、前記乾燥用気体の流速を３〜４．５Ｎｍ／ｓとして、前記焼結原料ペレットを連続して乾燥させることを特徴とする焼結原料ペレットの乾燥方法。
【請求項１】
平均粒径３〜１３ｍｍ、乾燥前における含水率８〜１３質量％の焼結原料ペレットを流動層乾燥機を用いて乾燥する方法であって、
前記焼結原料ペレットからなる流動層に供給される乾燥用気体の流速を、前記焼結原料ペレットが装入される供給口側において５〜１０Ｎｍ／ｓとし、前記流動層を構成する焼結原料ペレットの含水率が５〜７質量％に低下した時点で、前記乾燥用気体の流速を３〜４．５Ｎｍ／ｓとして、前記焼結原料ペレットを連続して乾燥させることを特徴とする焼結原料ペレットの乾燥方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−８７３７２（Ｐ２０１２−８７３７２Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３５６０１（Ｐ２０１０−２３５６０１）
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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