CN101960025B - 烧结矿的制造方法及烧结机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烧结矿的制造方法及烧结机，该制造方法在使用辅助热源的烧结矿的制造中，能够改善烧结矿的合格率、强度，并且降低排气量自身，抑制NOx等大气环境限制物质的产生，进而避免操作上的危险性。该烧结矿的制造方法是向DL型带式烧结机中装入将铁矿石、副原料、固体燃料等配合而成的烧结原料，通过点火炉使表层部的固体燃料着火，从上方吸引空气，使烧结反应连续进行至下方，在该烧结矿制造方法中，在烧结台车的从点火炉出侧至烧结结束为止的规定范围内，从烧结原料层表面的上部散布高挥发性的液体燃料作为辅助热源。
Description
技术领域
本发明涉及制造高炉原料用的烧结矿的方法及烧结机。
背景技术
用图1来说明以往的烧结矿的制造方法的概略工序。
首先，将作为主原料的含铁原料的铁矿石、作为副原料的石灰石、作为固体燃料的焦炭、返矿(烧结工艺中产生的比高炉用的规定粒径小的细粒烧结矿)各原料分别从由铁矿石料斗、石灰石料斗、焦炭料斗、返矿料斗等组成的原料配合料斗1倒出规定量以形成烧结原料3，将其装入到1台或多台串联配置而成的混合器2中，根据需要通过添加水分将湿度调整至水分为5.5％～8.5％左右以进行造粒。
接着，将烧结原料3的造粒物暂且装入到缓冲料斗4中，从筒式给料机5倒出烧结原料3，通过送料槽等装入到构成烧结机的各台车内，形成填充层7。通过点火炉8对该填充层7的表层部分的焦炭进行点火后，一边从烧结原料层的上方向下方吸引空气一边使烧结原料中的焦炭燃烧，通过该燃烧热从上层到下层依次将烧结原料烧结。所得到的烧结饼9通过排矿部被排出，利用1次碎矿机10粗碎后，通过冷却器11被冷却。冷却了的烧结矿经过由1次筛12、2次碎矿机13、2次筛14、3次筛15等构成的破碎和整粒处理，约5mm以上的块状物作为成品烧结矿被供给至高炉。小于约5mm的烧结矿作为返矿配合至烧结原料中并再次装入到烧结机中。
图3是表示烧结原料层内的燃烧带的下降状况的概略说明图，示出了烧结机机长方向的垂直剖面图、A-A截面的垂直剖面图、B-B截面的垂直剖面图，并且示出了垂直方向(层高)的温度分布曲线，如图3所示，在烧结原料层上层的烧结反应中，由于从烧结原料层上部吸引常温的空气来使烧结原料层中的焦炭粉燃烧，因此容易形成最高温度低且高温保持时间短的尖锐的温度分布。另一方面，在烧结原料层下层的烧结反应中，由于存在当常室温的空气通过烧结原料层内时被焦炭粉的燃烧热预热等热方面的优势条件，因此容易形成最高温度高且高温保持时间长的宽的温度分布。这些烧成温度之差会对烧结反应中的液相的生成比率造成直接的影响，成为左右所生成的烧结矿的强度、成品合格率的要素。图4示出了将位于烧结机机长方向的烧结结束位置的烧结台车取出而测定烧结饼内的高度方向及宽度方向的各位置的合格率分布的一个例子。如图4(a)、(b)所示，现状是烧结饼的上层(表层)的合格率与下层(炉箅面)相比低10％～20％，该至上层部分的热不足现象对于下方吸引式烧结工艺来说在原理上是无法避免的课题。
作为改善这些上层部分的热不足现象的现有技术，提出了日本特公昭39-16754号公报(以下称作“D1”)中所示的方法。
D1中公开了对烧结机上的烧结原料表面点火后散布油脂类的液体燃料将表面烧结坚固的方法。该方法通过使用重油作为液体燃料、并在点火后的烧结层上部与焦炭粉一起燃烧，从而来改善上层部的热不足和烧结性。
然而，关于D1中示出的重油类的散布技术，存在如下所述的三个问题。
第一个问题是重油类的散布位置的限制。
重油等油脂类由于粘性高、挥发性也低，因此为了使散布的重油在烧结机内燃烧，向刚点火后的处于高温状态的表面散布是不可缺少的。在通常的烧结机中，出点火炉后的烧结层表面通过吸引空气而被急速冷却，约1分钟后(距离点火炉出侧3m左右的位置)降低至50℃以下。重油的通常的引燃点为60～150℃，即使对该引燃点以下的低温表面散布重油，也无法期待有效的燃烧，大部分以未燃烧的状态与烧结矿一起被排矿。因此，该技术中的重油的散布范围被限制在紧接着点火炉后的有限的高温区域，因此对于最上层部分的强度改善是有效的，但难以自由地控制中层及下层的烧结反应。
第二个问题是防灾上及安全卫生上的风险。
若在点火炉出侧对烧结表面散布重油，则伴随重油燃烧的火焰产生和起烟是不可避免的。通常的烧结机中向下方吸引空气，但若进行重油散布，则在烧结层表面产生火焰，因热而产生上升气流。此时，由于在烧结机房屋内产生含有煤的黑色烟，因此，从安全卫生方面及防灾方面出发，在重油散布范围内另外设置外罩及集尘设备也是不可缺少的。
另外，由于对烧结表面的点火不良等导致烧结层的表面温度部分降低时，所散布的重油以未燃烧的状态直接与烧结矿一起被排出。由于在通常的烧结机中没有设想这样的可燃物混入到烧结矿中的情况，因此必须研究考虑了它们的泄漏和蓄积的可能性的防灾上的风险对策。
第三个问题是排气SOx的增加。
关于通过石油蒸馏而得到的油脂类、特别是重油，由于含有较多硫分，因此燃烧排气中含有高浓度的SOx。关于烧结机的排气SOx，法令中严格限制了排出量，实施重油的散布时，无法避免排出量增加至现状以上的问题。
作为改善这些重油散布技术的缺点的现有技术，提出了日本特开昭55-18585号公报(以下称作“D2”)、日本特开平5-311257号公报(以下称作“D3”)及国际公开小册子WO2007/052776(以下称作“D4”)中所示的方法。
D D1中公开了对烧结机上的烧结原料表面点火后散布油脂类的液体燃料将表面烧结坚固的方法。该方法通过使用重油作为液体燃料、并在点火后的烧结层上部与焦炭粉一起燃烧，从而来改善上层部的热不足和烧结性。
中公开了在烧结机的机长方向前半部的烧结原料层上方设置外罩、在空气或保热气体中混合可燃气体并供给至烧结原料层来制造烧结矿的方法。该方法通过将焦炉煤气(COG)或LPG等可燃性气体在与空气或保热气体预混合的状态下供给至烧结原料层，从而利用烧结原料层内的气体的燃烧发热来使烧结原料上层部的烧结阶段的温度分布曲线的最高温度上升和弥补高温保持时间的不足，由此来提高烧结矿的合格率及强度。
D3中公开了在烧结机的机长方向的烧结原料层上方设置外罩，一边将可燃性气体和低熔点溶剂混合并与含氧气体一起吹入至烧结原料层一边制造烧结矿的方法。该方法通过同时吹入可燃性气体及助燃性的含氧气体，从而使可燃性气体及焦炭粉的燃烧速度增加，并且通过供给调整了化学成分的低熔点溶剂、焦炭粉等炭材料，由此使形成烧结饼所需要的液相量增加，使烧结矿的生产率提高。
另外，D4所示的方法中公开了与D2同样在烧结机的机长方向的烧结原料层上方设置气体燃料的供给装置和外罩，并供给高炉煤气(BFG)、焦炉煤气(COG)、LPG等气体燃料，从而来控制温度分布曲线的技术。该方法通过控制气体燃料的供给量，从而按照在将烧结原料层内的温度分布曲 线的最高温度保持为较低的状态下延长高温保持时间的方式进行调整，以谋求与气体燃料处理性相关的安全性的提高，同时提高烧结矿的生产率、合格率。
然而，关于这些以可燃性气体的供给作为前提的辅助热源的使用技术和温度分布曲线的控制法，存在如下所述的3个问题。
第一个问题是可燃性气体的混合所特有的逆火和爆炸的危险性。
由于D2～D4中均以在爆炸下限浓度以下使用可燃性气体为前提，因此气体的供给量产生限制。因可燃性气体浓度的控制的延迟或计量仪器的异常等而超过爆炸下限浓度时，火焰传播至烧结原料层更上方的外罩和气体燃料供给机，可能导致大规模的爆炸事故、灾害。D3中公开了用于防止爆炸的气体浓度调整技术。然而，即便采用该安全的供给方法，在供给可燃性气体作为辅助燃料的烧结法中，也难以供给超过爆炸下限浓度的量的可燃性气体，因此对烧结原料层的热量供给存在原理上的限度。
第二个问题是可燃性气体供给用的外罩与烧结台车上表面的气密封的不完全性。
由于高炉煤气(BFG)或焦炉煤气(COG)等中含有一氧化碳等有毒成分，因此需要慎重处理。由于烧结台车和烧结原料层表面时常在烧结机机长方向移动，因此难以将固定设置的可燃性气体的供给外罩与移动中的烧结台车上表面之间完全密封。因此，在抽吸鼓风机的负压降低的情况下、或因突发的事故而导致抽吸鼓风机停止的情况下，无法避免这些有毒气体和可燃性气体从外罩与烧结原料层表面的间隙、或外罩与烧结机台车的间隙喷出至周围的可能性。通常，由于烧结机设置在房屋内，因此当这些气体流出时，不仅担心作业人员的安全性，还担心可燃性气体滞留在安全房屋内的防灾上的危险性。
第三个问题是为了向烧结原料层供给可燃性气体类而无法避免在烧结机的机长方向的烧结原料层上方设置大规模的外罩这一点。
在定期的烧结机的修理中，日常进行下述交换作业：将使用后的烧结台车用桥式起重机吊起，将多台台车搬出至烧结机外，并按相反次序将完成维修的烧结台车搬入。在烧结机的机长方向的烧结原料层上方设置可燃性气体供给用的外罩或供给装置时，它们会成为烧结台车交换作业的障碍， 产生修理时间大幅延长等弊病。
发明内容
本发明是鉴于上述现状而进行的，目的在于提供一种在作为制铁工序中的高炉装入用原料的烧结矿的制造中能够使用不依赖于以往的焦炭粉、重油、或气体燃料的辅助热源、并从根本上改善烧结工艺中的烧结矿的成品合格率及强度的方法及用于此的烧结机。
进而，本发明的目的在于提供一种新的烧结方法及用于此的烧结机，其能够使每单位烧结矿生产量的吸引风量的原单位降低，降低排风机的耗电量，而且通过排气量自身的降低和NOx排出量的减少，能够降低这些大气环境限制物质的排出负荷。
本发明人等对烧结原料层的上层部分的合格率改善对策进行了研究开发。其中，作为消除上层部的热不足的对策，着眼于利用高挥发性的液体燃料的技术构思，进行了各种液体燃料的性状调查和使用方法的研究。其结果是，确认了对烧结原料层的表面直接散布高挥发性的液体燃料的烧结法的有效性。
本发明是如下所述而构成的。
(1)一种烧结矿的制造方法，其特征在于，向DL型带式烧结机(Dwight-Lloyd sintering machine)的烧结台车中装入将含铁原料、副原料及固体燃料配合而成的烧结原料，通过点火炉使该烧结原料表层部的固体燃料着火后，从烧结原料层的上方向下方吸引空气使烧结反应连续进行，在该烧结矿的制造方法中，对于在上述烧结台车的从点火炉出侧至烧结结束位置为止的烧结机机长方向的全部范围或任意的范围内所设定的液体燃料散布范围，从烧结原料层表面的上部散布沸点在60℃以上且175℃以下的范围的液体燃料。
(2)根据上述(1)所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，在上述液体燃料散布范围内，阶段性地调整液体燃料的散布量，以使得从点火炉出侧向烧结结束位置的烧结机机长方向上，越往下游侧液体燃料的每单位面积的散布量越少。
(3)根据上述(2)所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，在上述液体燃料散布范围内，在从点火炉出侧至机长的前30%位置为止的范围内，散布上述液体燃料的总散布量的80%以上。
（4）根据上述（1）～（3）中任一项所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，通过液体燃料供给相当于由上述固体燃料及上述液体燃料所投入的总热量的1%以上且小于50%的热量。
（5）根据上述（1）～（4）中任一项所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，控制上述液体燃料散布范围内的液体燃料的散布量，以使得配置于上述烧结台车下部的风箱或排风支管中的排气中的氧浓度的测定值达到2%以上。
（6）根据上述（1）～（5）中任一项所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，控制上述液体燃料散布范围内的液体燃料的散布量，以使得从配置于上述烧结台车下部的各风箱中通过而被排出的烧结机排气中的NOx浓度的测定值达到基准值以下。
（7）根据上述（1）～（6）中任一项所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，在上述烧结台车的宽度方向中，按照距离两侧的侧壁分别为500mm的范围内的液体燃料的散布量比其他范围多的方式散布液体燃料。
（8）根据上述（1）～（7）中任一项所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，作为上述液体燃料，使用20℃的常温状态下的蒸气压为0.1kPa以上的有机化合物。
（9）根据上述（8）所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，上述液体燃料为包含链式脂肪族烃、脂环式及芳香族烃中的1种或2种以上的有机化合物。
（10）根据上述（9）所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，上述液体燃料为包含具有羟基的醇类或化学结构式中含有氧原子的烃中的1种或2种以上的有机化合物。
（11）一种烧结机，其特征在于，所述烧结机具备将多个烧结台车环状连接而成的烧结台车组、用于向烧结台车内供给烧结原料的原料供给装置、用于使烧结原料表层部的固体燃料着火的点火炉、以及为了从烧结原料层的上方向下方吸引空气而设置于各烧结台车正下方的风箱，在从上述点火炉出侧至烧结结束位置为止的烧结机机长方向的全部范围或任意的范围内，设置用于从上述烧结原料层的上部向该烧结原料层表面散布液体燃料的液体燃料供给装置。
(12)根据上述(11)所述的烧结机，其特征在于，上述液体燃料供给装置在上述烧结台车的宽度方向上具备多个散布喷嘴。
以下对本发明的具体构成进行说明。
在一般的烧结矿的制造工艺中，在以粉状铁矿石作为主体、含有部分制铁粉尘及返矿等的含铁原料中配合石灰石、硅石、蛇纹岩、橄榄岩等副原料和焦炭粉、无烟煤等固体燃料而构成烧结原料，进行混合和造粒处理而造粒后，将该烧结原料的造粒物供给至烧结机中。在烧结机中，使用筒式给料机等装入装置将烧结原料装入到在烧结机机长方向移动的多个烧结台车内，形成规定的层厚的烧结原料层。接着，通过点火炉使烧结原料层的表层部的固体燃料着火后，利用主鼓风机按照使配置在烧结台车下方的风箱达到负压的方式从烧结原料的上方吸引空气，使烧结原料中的固体燃料的燃烧依次向下方传播。此时，通过固体燃料的燃烧发热，烧结原料中的铁矿石及副原料部分熔融，进行液相烧结反应。
利用液体燃料的燃烧反应作为促进或任意地控制该液相烧结反应的手段是本发明的第一个特点。
本发明中，向在从点火炉出侧至烧结结束位置为止的烧结机机长度方向的全部范围或任意的范围内所设定的液体燃料散布范围的烧结原料层表面散布液体燃料。
作为液体燃料的散布方法，没有必要使液体燃料成为完全的烟雾状态，只要是液体燃料几乎均等地遍布散布范围的程度的喷嘴结构即可。即，可以是喷淋喷嘴或形成如雨露的前端那样大粒的液滴状态的喷嘴，也可以是农药散布喷嘴程度的形成细的液滴状态的喷嘴。流量小的情况下，不一定需要连续散布，即使是周期为几秒～20秒左右的间歇性散布，也能够得到本发明的效果。但是，在液体中强制混合空气进行喷雾的类型的喷嘴时，由于根据液体燃料的种类、喷雾的条件可能引起逆火，因此使用时必须注意。
以下对向上述液体燃料散布范围的烧结原料层散布的液体燃料所带来的作用进行说明。
向烧结原料层散布的液体燃料暂时以液体状态直接渗入烧结原料层。然后，一边夺取烧结原料层的显热一边仅与平衡蒸气压相符的量发生气化，被空气输送并在烧结原料层内向下方移动从而到达固体燃料的燃烧带附近。由于烧结原料层内的固体燃料的燃烧带为达到1400℃左右的高温区域，因此气化了的燃料在到达燃烧带跟前的高温区域达到着火点而自然地燃烧并产热，从而使烧结原料层内的温度上升。
这种在室温下将液体状态的燃料向烧结原料层供给的燃料供给法与D2～D4所示的可燃性气体供给法相比，具有以下3个特点。
第一个特点是能够大幅度降低逆火、爆炸的风险。
关于本发明规定的一般的液体燃料，由于在常温下的起火温度高，因此不用担心自燃。若气化而达到超过爆炸下限的浓度，则产生火灾和爆炸的危险，但本发明中，由于液体燃料的气化仅限于烧结原料层内，因此只要仅在烧结原料层内燃烧就不会产生防灾管理上的危险。另外，由于液体燃料的散布处理具有与洒水同样的效果，在气化时夺取蒸发潜热，因此具有将烧结原料层表面的温度降低5～10℃的作用。该冷却效果结果会带来降低散布中的液体燃料的着火危险的作用。
第二个特点是烧结机周边的作业环境中的有害物质泄漏等问题少。
以可燃性气体作为燃料时，由于存在对烧结原料供给的燃料的总量容易泄漏扩散至空气中的危险性，因此供给外罩和烧结机间的密封性成为安全管理上及防灾管理上的重要课题。本发明的液体燃料的供给中，由于常温下的液体燃料的平衡蒸气压本来就低，因此达到毒性成问题的浓度或爆炸浓度的危险性格外地小。当然，液体燃料也是具有引燃延烧的危险性的可燃性物质，也存在具有毒性的物质，但通常作为车辆燃料或家庭用燃料而被广泛使用，通过进行依据危险物处理基准的管理，能够实现可靠的安全防灾管理。
第三个特点在于燃料供给设备的小型化。
液体燃料的供给设备与可燃性气体供给的设备相比能够格外地小。以可燃性气体作为燃料时，由于必须防止可燃性气体泄漏扩散至周围，因此不得不成为D1～D3所例示那样的将供给外罩固定设置在烧结机机长方向的烧结原料层上方的设备构成。
本发明中，由于是以液体状态直接向烧结原料层表面散布燃料的方式，因此只要在烧结机机长方向的烧结原料层上方仅设置散布喷嘴即可，而没有必要设置外罩等固定式大型设备。关于液体燃料的配管、散布喷嘴，也由于供给燃料是液体，因此能够由与可燃性气体的供给装置相比格外小的设备构造构成，在定期修理时，具有容易地进行拆卸等易于进行应对的特点。另外，关于储藏方法，若是可燃性气体，则需要大的储气罐，但若是液体燃料，则能够以小规模的罐进行应对。
以下对用于进一步提高本发明的效果的具体的液体燃料的散布范围及散布量进行说明。
首先，在从烧结机的点火炉出侧至烧结结束位置为止的烧结机机长方向的烧结原料上设定液体燃料散布范围，在该范围内配置带有多个散布喷嘴的配管(以下称作散布喷嘴配管)，从液体燃料储罐通过液体燃料供给管(集管)向散布喷嘴配管供给液体燃料。在机长方向上配置多个沿与烧结机的机长方向呈直角的方向(宽度方向)延伸的散布喷嘴配管的方法最简便。根据烧结机的台车的宽度，在该散布喷嘴配管上设置例如10～20处左右的广角散布喷嘴，从而形成能够对宽度方向整个区域充分进行散布的构造。另外，本发明并不限定于这样的散布喷嘴的配置方法、散布喷嘴配管的构造，只要是能够对宽度方向充分散布液体燃料的装置，则可采用任意构造。
进而，对于散布液体燃料的范围，在烧结机的机长方向平行地配置多根这样的散布喷嘴配管。关于散布喷嘴配管间的设置间距，优选对烧结原料层表面尽可能均等地散布液体燃料，不一定需要在烧结机机长方向不间断地进行散布，即使在配管与配管之间产生没有散布液体燃料的区域在实用上也没有问题。其理由是，在通常的液体燃料的供给中，由于液体燃料的供给速度比蒸发速度快，因此在烧结原料层内液体燃料以液体的形式残存。其缓冲时间还取决于液体燃料的种类、散布条件，通常认为有10～40秒左右，因此各配管之间的设置间隔即使为2m左右的间距也能够没有问题地使用。关于该配管间隔，需要考虑液体燃料的种类、供给速度及烧结机台车的移动速度等并根据以上的想法来选择最佳条件。
本发明另一个特点是通过使用室温下为液体状态的液体燃料从而能够 容易地调整配置在烧结机机长方向的每个散布喷嘴的流量这一点，以下对该技术进行说明。
在使用可燃性气体的现有技术中，难以部分且微细地变更供给外罩内的可燃性气体浓度、空气比。但是，在使用液体燃料作为辅助的燃料的本发明中，能够通过喷嘴单元自由地调整烧结机的机长方向及烧结台车的宽度方向上的液体燃料的散布量。
首先，对烧结台车宽度方向上的液体燃料的散布量调整方法进行说明。
关于烧结饼的烧结台车宽度方向的每个位置的烧结矿的合格率分布，例如，根据图4(a)、(b)所示的测定结果的一个例子，在距离烧结台车的宽度方向两侧的侧壁分别为500mm的范围内存在降低的趋势。该趋势在大型烧结机B中显著。其原因是由于侧壁自身的升温、从侧壁向大气的放热等导致侧壁附近的烧结原料层容易变成热不足。
D4中，作为弥补该侧壁附近的烧成不足的手段公开了供给气体燃料的技术，但在该方法中，遗留有作为与可燃性气体的供给技术相关的第二个问题所说明的密封不完全的问题。即，技术上难以将供给气体燃料的固定外罩与作为移动体的烧结原料层表面完全密封，侧壁附近的气体燃料供给部分与台车的宽度方向中央部的空气在烧结原料层的上方或烧结原料层内混合而导致效果降低，因此难以得到充分的效果。根据同样的理由，在烧结台车的宽度方向供给不同浓度的气体燃料那样的复杂的供给量调整实质上也是困难的。
使用液体燃料的本发明中，能够向侧壁附近的烧结原料层表面集中供给液体燃料。因此，能够对距离烧结台车的宽度方向两侧的侧壁分别为500mm的范围的成品合格率低的区域选择性供给辅助热量，从而改善成品合格率。
另外，由于烧结台车、其侧壁的陈旧度根据每个烧结机而不同，因此成品合格率降低的距离侧壁的范围也根据每个烧结机而稍有不同，但是每次通过改变烧结台车的宽度方向的液体燃料的喷嘴设置间隔，能够容易地对散布的范围、散布量进行微调。例如，能够进行下述微细的散布量的宽度方向分布的调整和控制：仅在距离侧壁500mm的范围内将宽度方向的散布喷嘴的间隔减小至100mm的间距，按照越是接近侧壁侧的喷嘴，散布量 越大的方式进行设定等。
接下来，以下对烧结机的机长方向的液体燃料的散布量调整方法进行说明。
本发明人使用多种有机化合物作为在室温下为液体状态的液体燃料进行了烧结试验，并调查了烧结原料层内的温度分布曲线及排气中的成分浓度的变化。作为其典型例，图5(b)、(c)示出了使用乙醇(试验1)及正辛烷(试验2)时的试验结果。另外，图5(b)、(c)中示出了T1：焦炭粉燃烧带位置位于450mm高度(上层位置)时的温度分布曲线、T2：焦炭粉燃烧带位置位于300mm高度(中层位置)时的温度分布曲线、T3：焦炭粉燃烧带位置位于110mm高度(下层位置)时的温度分布曲线。
该试验中，使用内径300mmφ×高度600mm的烧结试验装置，装入表1所示的配合条件下的烧结原料，进行烧结试验。从对烧结原料层表面的点火开始后3分钟至8分钟的5分钟内散布了520ml乙醇或正辛烷。另外，从对烧结原料层表面的点火开始至点火结束所需时间为1.5分钟。上述液体燃料的散布量相当于每1吨配合原料约为7kg，作为供给热量，相当于每1吨配合原料分别为206MJ及332MJ。
另外，作为用于比较的基础，不使用液体燃料而进行烧结试验，其结果如图5(a)所示。
表1 烧结试验的原料配合条件
| 品种 | (质量％) |
| Robe River | 16.8 |
| West Angelas | 10.8 |
| Yandicoojina | 16.8 |
| RioDoce | 8.4 |
| Carajas | 16.8 |
| 石灰石 | 10.9 |
| 生石灰 | 0.8 |
| 蛇纹岩 | 2.6 |
| 返矿 | 12.6 |
| 焦炭粉 | 3.5 |
| 配料总计 | 100.0 |
根据图5的试验结果，从液体燃料的散布刚开始后，排气中的氧浓度降低，二氧化碳的浓度增加。进而关于温度分布曲线，在液体燃料散布以后也明显出现最高温度的上升和高温保持时间的延长。特别是，设置于450mm高度的上层的温度分布曲线(T1)得到显著改善。认为这是如图6中图示的那样被供给至烧结结束带的液体燃料蒸发并被吸引至下方而在高温的熔融带燃烧的效果。另外，在中层及下层也确认到最高温度的上升效果和高温保持时间的延长效果的持续。这表示由液体燃料供给的辅助热量蓄积保存在烧结原料层内的燃烧熔融带，并随着火焰前端的下降顺利地传播至下层。这样，由于在烧结原料层内引起累积性的热蓄积现象，因此，关于辅助热量的供给开始点，越是火焰前端位于上层的状态越优选，并优选使辅助热量的供给从中层向下层逐渐减少。相反，若在到达中层或下层的阶段散布液体燃料，则导致在本来没有热不足的情况下供给过剩的热量，存在产生燃烧熔融带的通气阻力增大所致的生产率恶化、烧结矿的矿物组织的玻璃化所致的强度降低等弊病的危险性。
因此，作为上述液体燃料散布范围内的液体燃料的供给形态，优选阶段性调整液体燃料的散布量，以使得从点火炉出侧向烧结结束位置的烧结机机长方向越是往下游侧，液体燃料的散布量越少。更具体而言，最优选的是，在上述液体燃料散布范围内，在从烧结机的机长方向的点火炉出侧至机长的前30%位置为止的范围内散布上述液体燃料的总散布量的80%以上。通过这样来构成，能够对成为热不足的烧结原料的上层供给充分的热量，从而生成对于进行液相烧结反应来说充分的液相量。进而，通过顺利地进行烧结原料的上层的烧结反应，从而上层的烧结饼变成通气阻力更低的多孔结构体。因此，烧结原料的上层的烧结反应结束，火焰前端通过中层以下后，烧结原料层整体的通气度相对于不散布液体燃料时得到改善。但是，若液体燃料的散布喷嘴过于接近点火炉，则存在点火炉的火引燃液体燃料的危险性，因此，需要采取将点火炉与散布喷嘴的间隔空出3m左右的方法或设置防火壁等引燃对策。
以下对本发明中的液体燃料的总散布量的限制进行说明。
本发明的另一个重要的特点在于，将液体燃料的总散布量规定为仅通过液体燃料供给由焦炭粉及无烟煤等固体燃料以及液体燃料所投入的总热量的1％以上且小于50％的热量的散布量。这意味着能够将通常由烧结原料中所含的焦炭粉等固体燃料供给的热量的一部分置换成液体燃料。
液体燃料的总散布量的下限以液体燃料热量相对于全部燃料的热量的构成比计为1％以上。这是因为，在液体燃料的热量构成比小于1％的条件下，在烧结矿制造的操作中确认不到的上述的本质效果。另外，液体燃料的总散布量的上限以液体燃料热量相对于全部燃料的热量的构成比计小于50％。其理由是，在液体燃料的热量构成比为50％以上的条件下，相反固体燃料的配合率过少，燃烧带中的固体燃料的燃烧反应无法传播至下层，灭火的危险性增大。烧结反应中的火焰前端的下降传播到底是通过烧结原料中所配合的固体燃料的燃烧而继续的，液体燃料只不过是调整层内的温度分布曲线的手段。该燃烧带的传播所需要的固体燃料量的下限相当于烧结所需要的总热量的50％，因此本发明中将液体燃料的热量构成比规定为小于50％。
以下对本发明中的液体燃料的散布量的控制方法进行说明。
关于液体燃料的散布量，供给速度存在限制，若蒸发速度快的乙醇等散布量过多，则产生相对于燃料供给的氧不足，有时燃烧带中会发生不完全燃烧。本发明人使用前述的烧结试验装置，进行了从点火结束后1.5分钟开始用1分钟集中散布520ml乙醇的试验，并调查了烧结原料层内的温度分布曲线及排气浓度的变化。其结果是，在该条件下，刚添加乙醇后排气中的氧浓度急剧降低，CO2浓度急剧增加。氧浓度的最低值几乎为零，认为在该时间段发生不完全燃烧，焦炭粉的燃烧也暂时停止。作为避免该不完全燃烧的方法，本发明中，对配置于烧结台车下部的风箱或排风支管中的排气中的氧浓度进行测定，并控制上述液体燃料散布范围内的液体燃料的散布量，以使得该氧浓度测定值达到2％以上。
根据本发明人的试验结果，配置于烧结台车的下部的各风箱或排风支管中的排气中的氧浓度的测定值小于2％时，烧结原料中的焦炭粉等固体燃料的燃烧停止。这是由于气化了的液体燃料的燃烧与固体燃料的燃烧相比反应速度快，因此空气中的氧气选择性地被液体燃料的燃烧所消耗。因此可以认为，反应速度慢的固体燃料的燃烧滞后，在极端的条件下导致灭火。为了避免该灭火现象，时常监视排气分析值，检测氧不足的状况，并实施 液体燃料的散布量的调整行动的对策是有效的。
排气中的氧浓度的测定优选通过在设置于烧结台车下部的各风箱或排风支管设置氧浓度计的探针来进行。关于氧浓度计，有气相色谱型氧浓度计、固体电解质氧浓度计、或激光式氧浓度计等，只要进行定期校正，则可使用任意氧浓度计。
检测到设置于烧结台车下部的风箱或排风支管中的排气的氧浓度小于2％时，进行调整的行动，以使得配置于烧结机机长方向的液体燃料的散布喷嘴中、位于该风箱或排风支管正上方的散布喷嘴的液体燃料的散布量减少。根据液体燃料的种类、蒸发温度及散布量等，从散布到液体燃料的燃烧存在时间延迟，因此有时还优选不仅对该风箱正上方的散布喷嘴进行散布量的调整行动，而且对配置于比其更接近点火炉侧的散布喷嘴进行散布量的调整行动。
以下对本发明中的烧结机排气中的NOx管理方法进行说明。
通过散布液体燃料从而对烧结机排气中的NOx浓度进行等级管理也是本发明的1个特点。在烧结原料的烧结反应中生成的NOx是固体燃料中的氮成分转变成NOx的所谓的燃料型NOx(Fuel NOx)，众所周知的是通过提高燃烧温度能够减少生成量。本发明中，由于在固体燃料的燃烧时通过液体燃料的燃烧来供给辅助热量，因此能够使固体燃料的燃烧温度达到1400℃以上的高温，能够降低固体燃料的燃烧所导致的NOx的产生。进而，本发明中，通过液体燃料的燃烧提高了空气中氧的利用率，能够较低地维持排气中的氧浓度，因此还能够得到降低实质的排气量的效果。因此，通过适当供给液体燃料，能够同时享有高温燃烧所致的NOx产生量自身的降低效果和排气量的减少效果，能够提供具有即效性的有效的NOx减少对策。
本发明中，优选控制上述液体燃料散布范围中的液体燃料的散布量，以使得通过烧结台车的各风箱而排出的烧结机排气的NOx浓度的测定值达到基准值以下。具体而言，预先设定没有超过环境上制定的基准值的范围的NOx管理值，当烧结机排气的NOx浓度增高而接近该管理值时，实施增加液体燃料的散布量的行动。在一般的烧结机中，烧结机排气的NOx浓度在排气烟囱或烟囱前面的管道中进行测定，但关于本发明中所采取的NOx调整行动，是相对于从烧结机的烧结下部的各风箱排出的排气的平均 NOx浓度及排出量而进行的。关于以降低NOx为目的的液体燃料的散布，对于散布方法等没有需要特别留意的事项，与迄今为止所说明的通常的液体燃料散布相同，当然，为了不阻碍烧结矿的制造，有必要调整散布量、散布方法。
本发明通过使烧结原料层内的固体燃料的燃烧温度上升从而表现出烧结机排气中的NOx浓度的降低效果，因此与以改善烧结矿的成品合格率、生产率等为目的的液体燃料的散布技术并不矛盾，是能够同时实现这两者的控制技术。
以下对作为本发明中供给的液体燃料应该具备的条件进行说明。
第一个条件是在一般的烧结机房屋内的气氛温度20～40℃下呈液体状态。
因此，液体燃料的熔点优选小于20℃，进一步优选小于0℃。其理由是，若是满足该条件的液体燃料，则在气温降低的冬季，即使不进行保温设备等特别的对策，也能够避免配管冻结等故障。
另外，液体燃料的沸点优选为60℃以上。这是用于防止储罐内的沸腾或气化等引起的故障、抑制配管内发生气穴等所必要的条件。
第二个条件是具有用于使所散布的液体燃料在上述液体燃料散布范围内全部蒸发的平衡蒸气压。
为常温下的蒸气压低的液体燃料时，会产生对烧结原料层散布的液体燃料没有全部蒸发而被排矿的情况。这种情况下，残留的液体燃料在设置于烧结机的后段工序的冷却器中与赤热状态的烧结矿接触而燃烧。即使残留的液体燃料在冷却器中燃烧，在烧结机的操作上也不会产生特别的问题，但所供给的液体燃料没有用于烧结反应是本质上的问题。为了防止这样的液体燃料在烧结原料层内的残留，优选使用常温下的平衡蒸气压高的液体燃料，具体而言优选20℃下的蒸气压为0.1kPa以上。该蒸气压通常是与物质的沸点相对应的物性，作为以沸点计的适用范围，优选为175℃以下。
作为满足这些条件的液体燃料，有属于链式脂肪族烃、脂环式及芳香族烃的有机化合物。能够应用于本发明的液体燃料的种类和它们的性状如表2所示。
本发明中，通过使用这些有机化合物中的任一种作为液体燃料，能够 表现出充分的效果。进而，即使是由2种以上不同的有机化合物混合而成的有机化合物、或由于精制度低而以混合物的形式被生产的中间制品等，只要是满足本发明规定的熔点、沸点及蒸气压等性状的有机化合物，就能够享受同等的效果。
以下对作为进一步提高本发明效果的手段的液体燃料的具体选定基准进行说明。
本发明中的追加的构成要素是，作为所使用的液体燃料，优选为包含具有羟基的醇化合物或化学结构式中含有氧原子的有机化合物中的1种或2种以上的有机化合物。
如D3中所记载的，供给可燃性气体作为辅助燃料时，在相伴的空气中预混合氧气来将氧浓度调整为较高，这对于燃烧性的改善是有效的。然而，关于氧气的制造，由于制造设备的建设成本和氧气的制造成本非常高，因此难以在烧结机中大量使用，现状是还遗留很多实用化上的课题。
本发明中，着眼于含有助燃性氧的液体燃料，将通常由吸引空气供给的氧的一部分用含氧液体燃料进行替换是一大特点。
在一般的烧结原料层内的固体燃料燃烧反应中，燃烧所需要的空燃比超过5，在由吸引空气来供给燃烧用的氧时，必须吸引大大超过理论空气量的过剩空气，这成为吸引鼓风机的耗电量的增加或限制实质上的生产能力的控制因素。若通过液体燃料供给燃烧所需要的氧的一部分，则由于它们直接被消耗于燃烧，因此能够减少与必要氧量相符的吸引空气量和过剩空气量这两者。
作为化学结构式中含有氧原子的液体燃料，有含有羟基的醇化合物、或化学结构式中含有氧原子的烃，具体而言，有含有羧基的有机化合物、含有醛基的有机化合物、或含有醚键的有机化合物。这些含氧有机化合物均显示出与燃烧热量相当的液体燃料效果，并且确认到作为氧供给源的空燃比降低效果。然而，这些含氧有机化合物中，也有显示出强毒性的物质，因此在实际的操作中，卫生管理的方面必须细心注意。毒性比较低、含氧量高的物质是醇类，甲醇具有49.9质量％的含氧量，乙醇具有34.7质量％的含氧量，丁醇具有21.6质量％的含氧量，优选利用这些。
室温下为液体状态的有机化合物具有容易混合的性质，因此本发明中使用的液体燃料不一定必须为单个物质，即使是含氧有机化合物以任意的比例混合而成的混合物也没有问题，也能够得到与比例相称的吸引空气量的降低效果。另外，它们的混合不一定需要在散布前实施，通过互相配置不同系统的散布喷嘴配管，对同一烧结原料层表面散布不同的有机化合物， 在烧结原料层内混合使用的方法也能够得到同等的效果。
根据本发明，在DL型带式烧结机中装入将含铁原料、副原料、固体燃料配合而成的烧结原料，通过点火炉使该烧结原料表层部的固体燃料着火后，从烧结原料层的上方向下方吸引空气使烧结反应连续进行，在上述烧结矿制造工艺中，通过在上述烧结台车的从点火炉出侧至烧结结束为止的规定范围内，从烧结原料层表面的上部散布高挥发性的液体燃料，从而能够改善烧结矿的成品合格率及强度，另外，与以往使用的气体燃料等辅助热源的情况相比，可避免逆火、爆炸的危险性，通过排气量的降低和NOx排出量的降低来抑制大气环境限制物质的产生，进而，能够发挥辅助热源供给设备的小型化所带来的烧结设备的维修作业性的提高等实用上的优异的效果。
附图说明
图1是说明烧结机及用于实施本发明的设备构成的概略图。
图2是表示散布喷嘴配管的设置例的图。
图3是表示烧结原料层内的燃烧带的下降状况的概略说明图，并示出烧结机机长方向的垂直剖面图、A-A截面的垂直剖面图、B-B截面的垂直剖面图、垂直方向(层高)的温度分布曲线。
图4是表示烧结饼内的合格率分布的例子的图，(a)是小型烧结机A(台车宽度3.5m)的情况，(b)是大型烧结机B(台车宽度5.0m)的情况。
图5是表示烧结原料层内温度分布曲线和排气组成变化的图，(a)表示不使用液体燃料时(基础)的烧结原料层内温度分布曲线图和排气组成变化图，(b)表示本发明(试验1)的烧结原料层内温度分布曲线图和排气组成变化图，(c)同样是表示本发明(试验2)的烧结原料层内温度分布曲线图和排气组成变化图。
图6是说明本发明的烧结原料层内温度分布曲线的变化的图。
图7是表示烧结饼内的合格率分布的例子的图。
具体实施方式
这里，以烧结机机长(从配置于烧结台车下部的第一风箱至最后一个 风箱的全长)为120m、烧结台车的宽度为5.5m、点火炉出侧位置位于距离机长前端3m处的代表性烧结机为例，参照图1、图2，对本发明的实施方式进行说明。
首先，液体燃料的散布范围设定在从点火炉出侧至烧结结束位置为止的烧结机机长方向的全部范围或任意的范围。这里，烧结结束位置表示烧结原料层内的总层厚范围的烧结反应结束的机长方向的位置，具体而言，定义为风箱中的排气温度达到250℃的机长方向的位置。
液体燃料的散布范围优选为从距离烧结机的点火炉8出侧的壁3m以后至机长的80％处为止的范围。将散布范围的开始点设定在距离点火炉8出侧的壁3m以后是为了避免由于点火炉的异常燃烧时放出至点火炉外的火焰、火星而导致液体燃料着火的危险性。如本发明法那样使用高挥发性的液体燃料时，在如D1那样对刚点火后的表面散布燃料的方法中，防灾风险大，也得不到充分的改善效果。将散布范围的结束点设定在烧结机长的80％处是由于在一般的烧结机操作中按照烧结原料层内的固体燃料的燃烧在烧结机长的80～85％处结束的方式进行控制。
将如上所述设定的液体燃料的散布范围进一步分割成A区域、B区域及C区域这3个区域(未图示)，分别以不同的间隔铺设散布喷嘴配管26。关于A区域，设定为从距离机长前端6m处(距离第一风箱6m的位置)至距离机长前端36m(机长的30％)处的范围，以1m间隔设置散布喷嘴配管26。关于B区域，设定为从距离机长前端36m处至60m(机长的50％)处的范围，以2m间隔设置散布喷嘴配管26。关于C区域，设定为从距离机长前端60m处至96m(机长的80％)处的范围，以3m间隔设置散布喷嘴配管26。因此，该例子中总共设置了55根散布喷嘴配管26。这样对每个区域改变配管设置间隔是为了适应越往下游散布流量越低的流量控制，并且还考虑了定期修理时的台车更换作业的作业性。通常烧结台车22的机长方向的长度最大为1.5m左右，若是B区域及C区域的散布喷嘴配管26的间隔，则能够将烧结台车22用桥式起重机(未图示)吊出而无需拆卸配管。
关于散布喷嘴配管26，配置广角喷嘴，以使得液体燃料28能够在5.5m的烧结台车22的宽度方向均等且不间断地散布。关于散布喷嘴的具体的配 置，由于可根据喷嘴的构造而选择多种扩展角，因此本发明中没有特别限定，但若为了减少喷嘴数而使用具有非常大的扩展角的广角喷嘴，则宽度方向的散布量会产生不均，因而不优选。作为代表性的散布喷嘴的配置例，优选在距离烧结台车22的侧壁23的上端高度0.5m上方设置散布喷嘴配管26，并按照能够从以0.5m间隔配置的广角喷嘴以40～100°左右的扩展角对尽可能宽的范围进行散布的方式排列。
更优选的是，为了微细地控制对侧壁23附近的热不足部分的液体燃料28的散布量，对于侧壁23附近的台车两端0.5m的范围，以0.1m间距配置扩展角为10°以内的喷嘴是有效的。
液体燃料28由设置于烧结机的房屋外的液体燃料储罐24储藏，并向设置于烧结机的机长方向的高位槽(未图示)供给。进而，从高位槽输送至沿着机长方向配置的集管25后，分别分配供给至各个散布喷嘴配管26。优选在集管25与各散布喷嘴配管26之间设置流量调整阀27，使得能够调整机长方向的液体燃料散布量。另外，散布2种以上的液体燃料时，需要设置与其相应数量的液体燃料储罐24及高位槽，并对集管25设置多个供给配管及切换阀等。优选的是，设置3种储罐类和供给配管设备，使得能够对A～C区域这3个范围分别供给不同的液体燃料28，并根据各种操作变动进行烧结原料层内的温度分布调整。
作为液体燃料，只要是熔点小于20℃、且沸点为60℃以上的有机化合物，大部分都能够作为液体燃料使用，从毒性比较小的方面出发，优选包含直链式脂肪族烃、醇类的有机化合物。另外，在含氧有机化合物的方面醇类是合适的。毒性比较低、含氧量高的物质是醇类，甲醇中含有49.9质量％的氧原子，乙醇中含有34.7质量％氧原子，丁醇中含有21.6质量％的氧原子，优选将它们有效利用。含有羧基的醋酸等具有含氧量多于醇类的特征，但对于强烈的臭气的卫生上的对策不可缺少。
这些燃料优选根据蒸气压和发热量在A～C的各区域如下所述分开使用。
在A区域中，由于需要对烧结原料层上部的热不足部分有效地赋予热，因此优选较多地供给每单位质量的发热量多、在烧结原料层内具有迟燃性的有机化合物。作为符合其的有机化合物，正辛烷、1-丁醇等符合。这些 液体燃料仅供给相当于全部燃料的总计发热量的约15％的热量分。根据本发明人的研究，通过散布相当于约15％热量的液体燃料，能够将烧结原料层上部的温度上升曲线的最高温度提升至与中下层同等的1400℃。若为正辛烷，则该量相当于每1吨烧结矿4.5kg，在1-丁醇的情况下，该量相当于6kg左右的原单位。这些液体燃料添加量的最佳值根据每个烧结机的固体燃料的分布状态、所使用燃料的种类等而不同，但通常以相当于热量计在5～25％的范围内存在。
B区域中，是对中层的燃烧带供给液体，优选以相当于热量计在3～5％的范围内散布具有比较高的蒸气压的正庚烷或乙醇等、或蒸气压更高的正己烷或甲醇等。在中层及下层的燃料燃烧中使用氧含量多的醇类，具有使空燃比的降低及风量原单位的降低等效果增大的倾向，因而更优选。
C区域中，是向下层的燃烧带供给燃料，优选以相当于热量计在0～5％的范围内散布蒸气压高的正己烷或甲醇等。若对该区域散布蒸气压低的液体燃料，则没有气化而直接被排矿的无用的燃料比率增加，因此优选为具有5kPa以上的蒸气压的有机化合物。另外，在散布以相当于热量计超过5％的量的情况下，没有气化而直接被排矿的可能性增高，并且下层的燃烧熔融带变得过厚，而产生招致通气性的恶化等不良影响的危险性。
另外，各区域中的散布量不一定需要均等，不如对每一根散布喷嘴配管进行微细的流量调整，优选调整至即使在区域间的交接处也达到平稳且连续的散布量分布。
以上的说明中，对在将烧结原料中的固体燃料的配合率设定为一定的状态下散布液体燃料的方法进行了说明，但在本发明中，通过进一步提高A、B及C的各区域中的液体燃料供给量，还能够减少烧结原料中的固体燃料的配合率。这种情况下，优选按照固体燃料的减少引起的减热量和液体燃料的增加引起的增热量达到平衡的方式进行配合调整。
关于本发明中的使用氧浓度计来调整液体燃料的散布量的方法，以下对实施方式进行说明。
作为氧浓度的测定法，最优选在图1所例示的烧结台车正下方的全部风箱16处设置氧浓度计20，并时常监视燃烧的状态。但是，由于氧浓度计是高价的计测仪器，因此难以在所有的风箱16处进行设置，这种情况下， 优选对液体燃料的散布量最多的喷嘴位置的正下方的风箱内的氧浓度进行测定。作为氧浓度的测定装置，非接触型的激光式氧浓度计等可靠性也高，从而优选，但利用固体电解质探针的氧浓度计等也能够充分应用。
定期监视风箱16内的氧浓度，当氧浓度小于灭火界限的2％时，拧紧图2中例示的液体燃料散布装置的流量调整阀27以进行调整。该流量控制优选通过程序装置等自动进行，但由于在通常的操作范围内没有太大的变动要因，因此通过基于作业标准的作业人员的手动调整也能够应对。
关于本发明法中的NOx的管理方法，以下说明实施方式。
在很多一般的烧结机中，如图1所示，在烟囱或烟囱入口的通道已经设置了氧浓度计及NOx计21，根据每个地方政府的环境基准实施NOx排出量及排出浓度的管理。本发明中，烧结机排气的NOx排出浓度超过管理值时，通过增加液体燃料的散布量，能够使固体燃料的燃烧温度上升，从而降低燃料型NOx的生成量。通常NOx排出量以1小时值进行管理，需要迅速的应对，因此优选对于一连串的控制行动进行自动程序化。
实施例
第1实施例
使用内径300mmφ×高度600mm的烧结试验装置，装入表1所示的配合原料，进行烧结试验。从对烧结原料层表面点火开始后3分钟至8分钟为止的5分钟内，相对于每1吨配合原料散布7kg的表3所示的各种液体燃料，实施烧结试验，测定烧结矿的生产率、成品合格率、品质及排气氧浓度的变化。试验结果的总结如表4所示。另外，关于比较例5所示的重油的散布试验，在点火开始3分钟后开始散布的本试验条件下重油未燃烧而直接残留，因此将试验条件变更为从点火开始1.5分钟至3.0分钟为止的1.5分钟内进行散布。
根据表4的结果，实施例1～9所示的任一试验标准与没有散布液体燃料的比较例1相比，均确认到烧结矿的成品合格率及生产率的提高效果。另外，在实施例1～9的全部条件下，所得到的烧结矿的粒度出现更加粗粒化的倾向，烧结矿的冷态强度也得到大幅度改善。进而，烧结过程中排出的排气中的氧浓度降低，还确认到NOx排出浓度的减少。根据以上的试验，通过供给液体燃料，能够确认到烧结反应中氧利用率的改善、焦炭粉燃烧温度的上升、进而作为操作结果的生产率及烧结矿品质的大幅度改善效果。
另一方面，关于使用苯酚作为液体燃料的比较例2，熔点高的苯酚一部分在烧结原料层内固化，因此烧结原料层的通气性降低，与比较例1相比，FFS(火焰前端速度，flame front speed)、烧结矿的生产率变差。
关于使用丙酮作为液体燃料的比较例3，烧结矿的成品合格率及强度的改善效果与实施例1～9的液体燃料相比相对较小，FFS反而出现降低的趋势。其结果是，烧结矿的生产率的改善效果也有限。认为这是由于丙酮的沸点低且蒸气压高，因此所散布的丙酮在烧结原料层的上方空间起火燃烧，而无法充分得到使烧结原料层内的温度分布中的高温部分的温度上升的原本效果。
关于使用乙二醇作为液体燃料的比较例4，没有确认到相对于比较例1的明显的差异。认为是由于乙二醇的蒸气压低，在烧结原料层内无法充分蒸发，而残留在烧结饼内直接被排矿至冷却器。
关于使用重油作为液体燃料的比较例5，虽然在刚散布后看到烧结矿表面的火焰和起烟，但生产率及烧结矿品质得到改善。然而，关于排气的SOx浓度，与比较例1或实施例1～9中任一者相比，确认到大幅度变差。
第2实施例
对于烧结面积为600m2、台车宽为5m、机长为120m的烧结机，设置图2所示的液体燃料散布喷嘴，改变液体燃料的散布量及散布位置，进行操作试验。本试验中使用的原料的配合如表5所示。本试验中，原料配合没有改变，在将烧结机的层厚设定为580mm、负压设定为1600mmAq的稳定条件下进行操作试验。
液体燃料散布的试验标准如表6所示。以乙醇作为液体燃料，散布相当于每1吨配合原料为3.5kg或7.0kg的量，进行与不散布液体燃料的操作 的比较试验。散布位置分成A区域(机长的5～30％的范围)、B区域(机长的30～50％的范围)及C区域(机长的50～80％的范围)这3个区域，调整成表6所示的多个模式进行操作试验。
表5实机试验中的原料配合条件
| 品种 | (质量％) |
| Robe River | 6.7 |
| West Angelas | 5.1 |
| Yandicoojina | 9.9 |
| Carajas | 12.6 |
| MBR | 11.7 |
| Salgaoncar(サルガオンカ) | 1.4 |
| 块状矿石筛下粉 | 8.5 |
| 颗粒筛下粉 | 2.1 |
| 烧结矿粉 | 8.7 |
| 杂矿 | 1.1 |
| 铁鳞(scale) | 1.3 |
| 所内产生的尘埃 | 2.5 |
| 石灰石 | 7.9 |
| 生石灰 | 0.7 |
| 硅石 | 0.5 |
| 蛇纹岩 | 1.1 |
| 返矿 | 14.9 |
| 焦炭粉 | 1.8 |
| 无烟煤 | 1.1 |
| 配料总计 | 100.0 |
试验结果如表7所示。相对于没有散布乙醇的比较例5，实施例10～14均看到烧结矿的生产率、成品合格率、强度及粒度分布的改善效果。关于实施例15，FFS变差，因此生产率没有看到变化，但确认到烧结矿的成品合格率、强度及粒度分布的改善效果。
从改变了乙醇散布量的比较例5、实施例10及实施例11的比较，可以确认越是增加乙醇散布量，所有的改善效果越是增大。
在改变了乙醇的散布模式的实施例11～实施例15的结果比较中，在实施例11～13的标准、即A区域的散布比率为60％以上的条件下，确认到烧结矿的生产率及强度等的改善效果。
在A区域的散布比率为40％的实施例14中，烧结矿的生产率及强度的改善效果稍有减小，但关于排气中的氧浓度和NOx的降低，看到比比较例5和显示最大生产率的实施例12还要大的改善。
关于A区域的散布比率为20％、B区域及C区域的散布比率为40％的实施例15，虽然烧结矿的成品合格率和强度得到了改善，但FFS大大恶化，因此生产率相对于比较例5没有看到改善。然而，关于排气浓度，确认到几乎与实施例13或14同等的NOx降低效果。
第3实施例
在与表7的实施例11相同的烧结机、原料配合、操作条件及液体燃料散布条件下，调整液体燃料散布喷嘴的宽度方向散布量进行试验。该试验中，对于距离烧结台车两侧的侧壁500mm范围的部分，散布比中央部多50％的液体燃料。但是，液体燃料的散布总量与实施例相同，相当于每1吨配合原料总计为7.0kg。
本试验中得到的烧结饼的合格率分布的调查结果如图7所示。在宽度方向上均匀地散布乙醇的条件(图7(a))下，发现侧壁附近的合格率降低，在增加侧壁附近的散布量的条件(图7(b))下，制得侧壁的附近也具有高的合格率的烧结饼。其结果是，烧结操作中的烧结矿的成品合格率与实施例11相比提高了2.0％，生产率也确认到0.8t/d/m2的改善效果。
如上所述，根据本发明的烧结矿的制造方法及烧结机，能够改善烧结矿的成品合格率及强度，另外，与以往一直使用的气体燃料等辅助热源的情况相比，能够避免逆火、爆炸的危险性，通过排气量的降低和NOx排出量的降低从而能够抑制大气环境限制物质的产生，进而，能够期待通过辅助热源供给设备的小型化从而实现烧结设备的维修作业性的提高等实用上的优异效果，工业上的利用性可以说非常大。
Claims (9)
1.一种烧结矿的制造方法，其向DL型带式烧结机的烧结台车中装入将含铁原料、副原料及固体燃料配合而成的烧结原料，通过点火炉使该烧结原料表层部的固体燃料着火后，从烧结原料层的上方向下方吸引空气使烧结反应连续进行，该制造方法的特征在于，对于在所述烧结台车的从点火炉出侧至烧结结束位置为止的烧结机机长方向的任意的范围内所设定的液体燃料散布范围，从烧结原料层表面的上部按照越往烧结机机长方向的下游侧、液体燃料的散布量越少的方式散布沸点在60℃以上且175℃以下的范围的液体燃料，所述液体燃料为包含链式脂肪族烃、脂环式烃及芳香族烃中的1种或2种以上物质的有机化合物；或者为包含在化学结构式中含有氧原子的有机化合物中的1种或2种以上物质的有机化合物。
2.根据权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，在所述液体燃料散布范围内，在从点火炉出侧至机长的前30%位置为止的范围内散布所述液体燃料的总散布量的80%以上。
3.根据权利要求1或2所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，通过液体燃料供给相当于由所述固体燃料及所述液体燃料所投入的总热量的1%以上且小于50%的热量。
4.根据权利要求1或2所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，控制所述液体燃料散布范围内的液体燃料的散布量，以使得配置于所述烧结台车下部的风箱或排风支管中的排气中的氧浓度的测定值达到2%以上。
5.根据权利要求1或2所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，控制所述液体燃料散布范围内的液体燃料的散布量，以使得从配置于所述烧结台车下部的各风箱中通过而被排出的烧结机排气中的NOx浓度的测定值达到基准值以下。
6.根据权利要求1或2所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，在所述烧结台车的宽度方向中，按照从两侧的侧壁开始分别为500mm的范围内的液体燃料的散布量比其他范围多的方式散布液体燃料。
7.根据权利要求1或2所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，作为所述液体燃料，使用20℃的常温状态下的蒸气压为0.1kPa以上的有机化合物。
8.一种烧结机，其具备将多个烧结台车环状连接而成的烧结台车组、用于向烧结台车内供给烧结原料的原料供给装置、用于使烧结原料表层部的固体燃料着火的点火炉、以及为了从烧结原料层的上方向下方吸引空气而设置在各烧结台车正下方的风箱，该烧结机的特征在于，在从距离所述点火炉出侧的壁3m以后至烧结机机长的80%处为止的范围内，设置用于按照越往烧结机机长方向的下游侧、液体燃料的散布量越少的方式从所述烧结原料层的上部向该烧结原料层表面散布沸点在60℃以上且175℃以下的范围的液体燃料的液体燃料供给装置，所述液体燃料为包含链式脂肪族烃、脂环式烃及芳香族烃中的1种或2种以上物质的有机化合物；或者为包含在化学结构式中含有氧原子的有机化合物中的1种或2种以上物质的有机化合物。
9.根据权利要求8所述的烧结机，其特征在于，所述液体燃料供给装置在所述烧结台车的宽度方向上具备多个散布喷嘴。
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