CN102131941A - 烧结矿的制造方法及烧结机 - Google Patents

Abstract

一种烧结矿的制造方法，其具有：装填工序，在循环移动的台车上装填含有粉矿和炭材料的烧结原料，在台车上形成烧结原料的装填层；点火工序，使用点火炉对装填层表面的炭材料进行点火；稀释气体燃料生成工序，将气体燃料供给至装填层上方的大气中而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料；和燃烧工序，通过配置在台车下的风箱的吸引力，使所述稀释气体燃料在烧结层内燃烧，并通过吸引至装填层内的空气，使所述装填层内的炭材料燃烧，由此生成烧结块。

Description

烧结矿的制造方法及烧结机

技术领域

本发明涉及使用下方吸引式的带式(DL)烧结机制造高炉原料用烧结矿的方法、以及该方法所使用的烧结机。

背景技术

作为高炉炼铁法的主要原料的烧结矿，经由图1所示的工序制造。原料有铁矿石粉、炼铁厂内回收粉、烧结矿筛下粉、石灰石及白云石等含CaO类副原料、生石灰等造粒助剂、焦炭粉或无烟煤等。这些原料由各料斗1…以预定的比例切出至传送带上。切出的原料通过圆筒混合机2等添加适量的水而进行混合、造粒，制成具有3.0mm～6.0mm的平均粒径的准粒子烧结原料。该烧结原料，从配置在烧结机上的缓冲料斗4、5通过筒式给料机6和切料槽7，装填至环形移动式烧结机台车8上，形成称为烧结床的装填层9。装填层的厚度(高度)为400mm～800mm左右。然后，通过设置在装填层9上方的点火炉10，对该装填层表层中的炭材料进行点火，并通过配置于台车8下方的风箱11将空气吸引至下方，使该装填层中的炭材料依次燃烧，通过此时产生的燃烧热，使上述烧结原料燃烧、熔融，从而生成烧结块。然后，将所得的烧结块粉碎、整粒，制成由5.0mm以上的块状物构成的成品烧结矿而回收。

在上述制造工艺中，首先，通过点火炉10在装填层表面进行点火。点火后的装填层中的炭材料，由于通过风箱从装填层的上层部吸引至下层部的空气而继续燃烧，该燃烧带随着台车8的移动逐渐向下层和前方(下游侧)前进。随着该燃烧的前进，装填层中的烧结原料粒子中所含的水分，由于炭材料的燃烧所产生的热而气化，并被吸引至下方，在温度尚未上升的下层的烧结原料中浓缩而形成湿润带。如果该水分浓度增大至一定程度以上，则水分填埋作为吸引气体的流路的原料粒子间的空隙，使通气阻力增大。另外，在燃烧带发生的烧结化反应所需的熔融部分，也是使通气阻力增大的主要原因。

烧结矿的生产量(t/hr)，一般由烧结生产率(t/hr·m²)×烧结机面积(m²)决定。即，烧结机的生产量根据烧结机的机宽和机长、原料堆积层的厚度(装填层厚度)、烧结原料的体积密度、烧结(燃烧)时间、成品率等而发生变化。而且，为了增加烧结矿的生产量，认为改善装填层的通气性(压损)来缩短烧结时间的方法、或通过使粉碎前的烧结块的冷强度提高而使成品率提高的方法等是有效的。

图2表示在厚度为600mm的装填层中移动的燃烧(火焰)前沿位于该装填层的台车上方约400mm(距装填层表面200mm)的位置处时装填层内的压损和温度的分布。此时的压损分布，在湿润带中为约60％，在燃烧熔融带中为约40％。

图3表示烧结矿的高生产率时和低生产率时的装填层内的温度分布。保持在原料粒子开始熔融的1200℃以上的温度下的时间(之后，称为“高温范围保持时间”)，在低生产率的情况下以t₁表示，在重视生产率的高生产率的情况下以t₂表示。高生产率的情况下，由于提高台车的移动速度，因此高温范围保持时间t₂比低生产率情况下的高温范围保持时间t₁短。如果高温范围保持时间缩短，则煅烧不足，导致烧结矿的冷强度降低，成品率降低。因此，为了提高高强度烧结矿的生产量，需要采取即使在短时间烧结的情况下，也能够提高烧结块的强度、即烧结矿的冷强度，从而实现成品率的维持、提高的任意方法。另外，作为表示烧结矿的冷强度的指标，通常使用SI(落下指数(shutter index))、TI(转鼓指数(tumbler index))。

图4(a)表示在烧结机台车上的装填层中的烧结的前进过程，图4(b)表示装填层内的烧结过程的温度分布(加热曲线)，图4(c)表示烧结块的成品率分布。由图4(b)可知装填层上部与下层部相比温度上升困难，高温范围保持时间也短。因此，在该装填层上部，燃烧熔融反应(烧结化反应)变得不充分，烧结块的强度降低，因此如图(4)所示，成品率降低，成为导致生产率降低的主要原因。

鉴于上述问题，至今提出了用于赋予装填层上层部高温保持的方法。例如，专利文献1公开了在对装填层点火后，向装填层上喷射气体燃料的技术。但是，上述技术中的气体燃料(可燃性气体)的种类不明，但即使是丙烷气(LPG)或天然气(LNG)，也使用高浓度的气体。而且，在吹入可燃性气体时，由于不减少炭材料量，因此烧结层内达到超过1380℃的高温。因此，在该技术中，不能得到充分的冷强度的提高、成品率的改善效果。并且，在向点火炉正后方喷射可燃性气体时，因可燃性气体燃烧而在烧结床上部空间引起火灾的危险高，是缺乏现实性的技术，因而难以实用化。

另外，专利文献2也公开了在对装填层点火后，向被吸引至装填层的空气中添加可燃性气体的技术。点火后，优选进行1分钟～10分钟左右的供给，但刚通过点火炉点火后的表层部残存有红热状态的烧结矿，根据供给方法，因可燃性气体的燃烧引起火灾的危险高，另外，虽然具体的记述少，但即使使可燃性气体在烧结后的烧结带燃烧也没有效果，如果在烧结带处燃烧，则因燃烧气体所引起的温度上升和热膨胀而使通气性变差，因此存在使生产率降低的倾向，因而至今无法实用化。而且，有在普通的烧结操作中进行添加可燃性气体的操作的提案，由于添加可燃性气体而得到的热量，烧结操作变为高温操作，虽然可期待烧结矿强度提高，但存在成为被还原性变差的烧结矿的问题。

另外，专利文献3公开了为了使烧结原料的装填层内达到高温，而在装填层的上方设置罩，并通过该罩在点火炉正后方的位置吹入空气和焦炉煤气的混合气体的技术。但是，该技术也使烧结层内的燃烧熔融带的温度成为超过1380℃的高温，因此不能得到焦炉煤气吹入的效果，且可燃性混合气体在烧结床上部空间着火，存在引起火灾的危险性，无法实用化。

另外，专利文献4公开了在点火炉正后方的位置同时吹入低熔点溶剂和炭材料、可燃性气体的方法。但是，该方法也由于在表面残留有火焰的状态下吹入可燃性气体，因而在烧结床上部空间发生火灾的危险性高，另外，由于不能使烧结带的宽度足够地厚(约小于15mm)，因此不能充分发挥可燃性气体吹入的效果。而且，由于低熔点溶剂大量存在，因此引起上层部的过剩的熔融现象，将作为空气流路的气孔堵塞，使通气性变差，导致生产率降低，因此，该技术至今未实用化。

如上所述，至今为止提出的现有技术均未实用化，因而热切期盼可实施的可燃性气体吹入技术的开发。

专利文献1：日本特开昭48-18102号公报

专利文献2：日本特公昭46-27126号公报

专利文献3：日本特开昭55-18585号公报

专利文献4：日本特开平5-311257号公报

但是，烧结矿的品质由燃烧时的最高到达温度、高温范围保持时间等决定，因此最高到达温度、高温范围保持时间的控制是重要的。关于这一点，专利文献1所记载的方法是使气体燃料在装填层的表面燃烧，由此提高烧结单元前半部分的该装填层上部温度的技术。但是，在该方法中存在下述问题：气体燃料的浓度高，因此维持燃烧的空气(氧)量不足，可能导致烧结原料的炭材料(焦炭)的燃烧降低，无法改善烧结矿的品质。

另外，专利文献2也缺乏具体性，根据供给方法，引起火灾的危险增高，另外，即使使可燃性气体在烧结后的烧结带位置燃烧也没有效果，因而至今未实用化。

而且，专利文献3所记载的方法，是为了使烧结原料的装填层内达到高温，而在该装填层的上方设置罩，并通过该罩在点火炉正后方的位置吹入空气和焦炉煤气的混合气体的技术。但是，如果使焦炭比不变地吹入混合气体，则高温保持时间延长，且最高到达温度也上升，因此玻璃质的低强度矿物大量生成，不能得到混合气体吹入的效果。另外，存在可燃性混合气体着火并引起火灾的危险性，没有实用化。

另外，专利文献4所记载的方法，由于使空气(氧)量增加并将低熔点溶剂、炭材料混合，因此可燃性气体和焦炭的燃烧速度增大，但由于同时吹入低熔点溶剂、粉体，因此存在燃烧用空气的通气性降低的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供通过供给气体燃料并使其在装填层中燃烧，能够不使装填层整体的通气性变差地以高成品率制造高强度的烧结矿的烧结矿的制造方法及烧结机。

为了实现上述目的，本发明提供一种烧结矿的制造方法，其具有：装填工序，在台车上装填烧结原料；点火工序，对装填层表面的炭材料进行点火；稀释气体燃料生成工序；和燃烧工序，使碳材料在烧结层内燃烧而生成烧结块。

上述装填工序中，在循环移动的台车上装填含有粉矿和炭材料的烧结原料，在台车上形成烧结原料的装填层。

上述稀释气体燃料生成工序中，将气体燃料供给至装填层上方的大气中而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。

上述燃烧工序中，通过配置在台车下的风箱将上述稀释气体燃料和空气吸引至装填层内，使该稀释气体燃料和该装填层内的炭材料在烧结层内燃烧，由此生成烧结块。

上述稀释气体燃料生成工序中，优选以引起吹飞现象(blow-off occurs)的流速向装填层上方的大气中供给气体燃料而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。上述引起吹飞现象的流速优选为超过气体燃料的燃烧速度的速度。

上述稀释气体燃料生成工序中，优选以气体燃料的燃烧速度的2倍以上的速度向装填层上方的大气中排出气体燃料而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。上述稀释气体燃料生成工序中，更优选以气体燃料的紊流燃烧速度的2倍以上的速度向装填层上方的大气中排出气体燃料而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。并且，在甲烷气的情况下，层流燃烧速度约为0.4m/s，紊流燃烧速度约为4m/s。

上述稀释气体燃料生成工序中，优选以相对于气氛气体压力为300mmAq以上且小于40000mmAq的压力排出气体燃料而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。

上述稀释气体燃料生成工序中，优选从开口直径小于3mmΦ的喷出口向装填层上方的大气中喷出气体燃料。上述开口直径优选为0.5mm～1.5mmΦ。

上述烧结矿的制造方法，为了控制燃烧工序的加热曲线，优选还具有以下的工序。

(a)对烧结层内的最高到达温度及高温范围保持时间中的任意一项或二项进行调节的工序。

(b)通过调节稀释气体燃料的供给量或浓度来调节烧结层内的最高到达温度的工序。

(c)通过调节烧结原料中的炭材料量来调节烧结层内的最高到达温度的工序。

(d)通过调节稀释气体燃料的供给量、浓度以及烧结原料中的炭材料量的任意一项以上，将上述最高到达温度调节至1205～1380℃的工序。

(e)根据稀释气体燃料的供给量、浓度或烧结原料中的炭材料量来调节烧结层内的高温范围保持时间的工序。

(f)根据烧结原料中的炭材料量来调节上述稀释气体燃料的供给量或浓度，从而调节烧结层内的高温范围保持时间的工序。

上述烧结矿的制造方法优选还具有使从装填层的上方导入的稀释气体燃料燃烧，来调节烧结层内的燃烧熔融带的形态的工序。上述调节燃烧熔融带的形态的工序中，优选使从装填层的上方导入的稀释气体燃料燃烧，来调节燃烧熔融带的高度方向的厚度和/或台车前进方向的宽度。

上述烧结矿的制造方法优选还具有调节稀释气体燃料向装填层的导入位置的工序。

上述烧结矿的制造方法优选还具有调节烧结矿的冷强度的工序。

稀释气体燃料生成工序和使炭材料在烧结层内燃烧、从而生成烧结块的燃烧工序优选如下所述。

(A)上述燃烧工序中，进行燃烧，以使从装填层的上方导入的稀释气体燃料的至少一部分以未燃烧的状态到达装填层中的烧结层的燃烧熔融带。

(B)上述燃烧工序中，优选在烧结层内使稀释气体燃料燃烧，延长燃烧熔融带的高温范围保持时间，从而调节烧结矿的冷强度。

(C)上述燃烧工序中，在点火炉之后的位置将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使该稀释气体燃料在烧结层内燃烧。

(D)上述燃烧工序中，在从装填层表层部生成烧结块开始到烧结结束为止期间，将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使该稀释气体燃料在烧结层内燃烧。

(E)上述燃烧工序中，在燃烧熔融带的厚度达到15mm以上的区域，将上述稀释气体燃料吸引至烧结层内，并使该稀释气体燃料在烧结层内燃烧。

(F)上述燃烧工序中，在燃烧前沿到达了装填层表层下100mm的位置之后，将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使该稀释气体燃料在烧结层内燃烧。

(G)上述燃烧工序中，在装填层的两侧壁附近将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使该稀释气体燃料在烧结层内燃烧。

上述稀释气体燃料优选是稀释至燃烧下限浓度的75％以下且2％以上的浓度的可燃性气体。更优选是稀释至燃烧下限浓度的60％以下且2％以上的浓度的可燃性气体，最优选是稀释至燃烧下限浓度的25％以下且2％以上的浓度的可燃性气体。

被供给到装填层上的气体燃料优选如下所述。

(a)选自由高炉煤气、焦炉煤气、高炉和焦炉的混合气、城市煤气、天然气、甲烷气、乙烷气、丙烷气及它们的混合气组成的组中的一种可燃性气体。

(b)城市煤气、丙烷气中的任意一种。

(c)CO含量为50质量ppm以下的气体。

(d)使液体燃料气化而得到的气体，所述液体燃料的气体状态下的着火温度高于烧结床表层的温度。上述液体燃料为选自由醇类、醚类、石油类及其他的烃类化合物类组成的组中的一种。

另外，本发明提供如下构成的烧结机。

一种烧结机，其具有：循环移动的台车；原料供给装置，在所述台车上装填含有粉矿和炭材料的烧结原料而形成装填层；点火炉，用于对所述烧结原料中的炭材料进行点火；设置在所述台车的下方的风箱；以及气体燃料供给装置，配置在所述点火炉的台车前进方向的下游侧，将气体燃料排出到装填层上方的大气中而使其与空气混合。

优选上述气体燃料供给装置，将气体燃料排出到装填层上方的大气中而使其与空气混合，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。

上述气体燃料供给装置优选如下构成。

(a)上述气体燃料供给装置包括沿台车的宽度方向配置的多个气体燃料供给管和排出单元，所述排出单元具有选自由配置于所述管的、用于排出气体燃料的狭缝、开口和喷嘴组成的组中的一种。

(b)上述气体燃料供给装置包括沿台车的前进方向配置的多个气体燃料供给管和排出单元，所述排出单元具有选自由配置于所述管的、用于排出气体燃料的狭缝、开口和喷嘴组成的组中的一种。

(c)上述气体燃料供给装置包括气体燃料供给管和排出单元，所述排出单元具有选自由配置于所述管的、用于排出气体燃料的狭缝、开口和喷嘴组成的组中的一种，并且具有直径为0.5～3mmΦ的开口直径。

(d)上述气体燃料供给装置具有控制台车宽度方向的气体燃料的供给量的控制装置。

(e)上述气体燃料供给装置具有燃料浓度控制装置，所述燃料浓度控制装置根据台车宽度方向的吸引速度的分布，通过对吸引速度大的部分供给较多的燃料，对吸引速度小的部分减少燃料供给量，使单位吸引空气量的燃料浓度保持固定。

(f)上述气体燃料供给装置是朝着装填层向下方排出气体燃料的气体燃料供给装置。

(g)上述气体燃料供给装置是与装填层表面平行地排出气体燃料的气体燃料供给装置。

(h)上述气体燃料供给装置是朝向反射板排出气体燃料的气体燃料供给装置。

(i)上述气体燃料供给装置包括气体燃料供给管和设置于所述气体燃料供给管的气体排出用狭缝、开口或喷嘴，所述狭缝、开口或喷嘴具有朝向装填层表面、并且在相对于装填层表面的垂直方向为±90度的范围内分散的方向。

(j)上述气体燃料供给装置包括能够以轴为中心进行旋转的气体燃料供给管。

(k)上述气体燃料供给装置在装填层表面上方300mm以上的高度处具有气体燃料的排出口。

(l)上述气体燃料供给装置具有能够在装填层表面上方300mm以上的高度调节气体燃料的排出位置的升降机构。

上述气体燃料供给装置优选如下配置。

(A)在烧结机长度方向的点火炉下游侧设置至少1个以上。

(B)设置在台车前进方向上、在从燃烧前沿前进至装填层表层下的阶段起到烧结结束为止之间的位置。

(C)设置在侧壁附近。

根据本发明，在下方吸引式烧结机的操作中，能够将稀释气体燃料供给(导入)到装填层中，并使其在装填层内的目标位置燃烧，其中，上述稀释气体燃料如下获得：在装填层的上方将气体燃料排出到大气中而稀释调节至预定的浓度。而且，在该情况下，通过控制稀释气体燃料的供给位置、燃烧时的最高到达温度、高温范围保持时间，能够进行提高因燃烧不充分故烧结矿的冷强度容易降低的装填层上部、以及装填层中层以下的任意部分中的烧结矿强度的操作。而且，在本发明中，能够在不使装填层整体的通气性变差的情况下，特别是通过在燃烧熔融带的反应，例如对该燃烧熔融带区域的上下方向的厚度和在台车前进方向上的宽度进行控制，来控制任意位置的烧结块的强度，因此，能够在确保高成品率和高生产率的同时，制造烧结矿整体的冷强度高的成品烧结矿。而且，使用本发明的烧结机，能够稳定地进行这种烧结机的操作。

附图说明

图1是说明烧结工艺的图。

图2是说明烧结层内的压损和温度分布的图。

图3是比较高生产率时和低生产率时的温度分布的说明图。

图4(a)～(c)是烧结机内的温度分布和成品率分布的图。

图5(a)～(b)是说明本发明的气体燃料供给装置的结构例的图。

图6(a)～(b)是说明本发明的气体燃料供给装置的其他的结构例的图。

图7(a)～(b)是说明研究气体燃料供给位置对烧结块的影响的实验的图。

图8是说明本发明的向垂直下方排出气体燃料的方法的图。

图9是说明本发明的向水平方向排出气体燃料的方法的图。

图10是说明本发明的向斜上方向排出气体燃料并在挡板处混合的方法的图。

图11是说明本发明的使气体燃料向多个方向分散排出的方法的图。

图12表示本发明的气体燃料的排出速度、喷嘴直径给稀释气体的浓度分布带来的影响的图。

图13是说明本发明中侧风给气体燃料供给带来的影响的图。

图14是说明本发明中屏风对侧风的效果的图。

图15是说明罩下端的密封结构的图。

图16是说明罩下端的密封结构的图。

图17是说明本发明的分析所使用的气体燃料供给装置和在其上方设置的罩的模型的图。

图18是表示关于本发明的气体燃料的浓度分布的分析结果的图。

图19是表示关于本发明的压力分布的分析结果的图。

图20是表示关于本发明的气体流速分布的分析结果的图。

图21是表示本发明的气体流速的矢量线图的图。

图22是说明本发明的侧风对策的例子的图。

图23是说明本发明的侧风对策的其他的例子的图。

图24是说明本发明的侧风对策的其他的例子的图。

图25是说明本发明的侧风对策的其他的例子的图。

图26是说明本发明的侧风对策的其他的例子的图。

图27是说明本发明的气体燃料供给工艺的图。

图28是表示由M气吹入引起的试验锅内的燃烧熔融带的变化的图(照片)。

图29是说明进行了M气吹入时给烧结操作条件、烧结矿的特性带来的影响的图。

图30是说明求出高炉煤气的燃烧极限的方法的图。

图31是表示甲烷气的燃烧下限浓度的温度依赖性的图。

图32是说明大气中常温下的气体燃料的燃烧成分(燃烧气)浓度与温度的关系的图。

图33是表示吹入本发明的稀释气体燃料的效果与气体种类的关系的图。

图34是表示吹入本发明的丙烷气时的气体浓度与开闭强度、成品率、烧结时间、生产的关系的图。

图35是对烧结反应进行说明的图。

图36是说明生成骸晶状二次赤铁矿的过程的状态图。

图37是观察稀释丙烷气吹入时的燃烧带的形态的图(照片)。

图38是表示吹入位置对燃烧状况的影响的图(照片)。

图39是说明吹入位置对燃烧状况的影响的图。

图40是在现有烧结法和进行稀释气体吹入的本发明法中使用红外热摄像仪对使用了石英玻璃制试验锅的烧结试验的燃烧状况进行比较的图(照片)。

图41是在现有烧结法和进行稀释气体吹入的本发明法中比较石英玻璃制试验锅内的温度分布的图。

图42是说明烧结时的装填层内的温度分布的模式图。

图43是比较仅焦炭粉的情况、与并用焦炭粉和稀释C气吹入的情况下的燃烧状况的说明图。

图44(a)～(d)是表示在投入热量一定的条件下，由稀释后的丙烷气的吹入引起的装填层内温度、排气温度、通过风量、排气组成的经时变化的图。

图45(a)、(b)、(a’)、(b’)是表示稀释后的丙烷气吹入(0.5体积％)时和仅焦炭增量(10质量％)时的、装填层内温度和排气浓度的经时变化的图。

图46是表示各种吹入条件下的烧结特性试验结果的图。

图47是表示各种吹入条件下的成品烧结矿中的矿物相的组成比例的变化的图。

图48是表示由丙烷气的吹入的有无引起的、成品烧结矿的表观比重的变化的图。

图49是表示由丙烷气的吹入的有无引起的、通过水银压入式孔隙率计测定的0.5mm以下的气孔直径分布的变化的图。

图50(a)～(b)是表示仅使用焦炭时、与并用焦炭和稀释气体燃料时的烧结行为的模式图。

图51是表示吹入了稀释气体燃料的情况下的烧结矿的气孔分布的变化的模式图。

图52是表示把握能够维持冷强度的极限焦炭比的实验结果的图。

图53是表示实施例1的结果的图(照片)。

图54是表示实施例2的结果的图(照片)。

具体实施方式

本发明的烧结矿的制造方法具有装填工序、点火工序、稀释气体燃料生成工序及燃烧工序。上述装填工序，是在循环移动的台车上装填含有粉矿和炭材料的烧结原料，从而在台车上形成烧结原料的装填层的工序。上述点火工序，是使用点火炉对装填层表面的炭材料进行点火的工序。上述稀释气体燃料生成工序，是将气体燃料供给至装填层上方的空气中而进行稀释，得到燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料的工序。上述燃烧工序，是通过配置在台车下的风箱的吸引力，将上述稀释气体燃料和空气吸引至装填层内，使该稀释气体燃料在装填层内燃烧的同时，通过吸引至装填层内的空气使该装填层内的炭材料燃烧，利用产生的燃烧热，使烧结原料烧结，生成烧结块的工序。上述稀释气体燃料生成工序和燃烧工序为本发明的特征。

上述稀释气体燃料生成工序，是用于在点火炉的台车前进方向的下游侧，高速向装填层上方大气中排出气体燃料，使气体燃料与空气混合，得到燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料，再将所得稀释气体燃料导入装填层中的工序，本发明的烧结机的特征在于，具有用于得到上述稀释气体燃料的气体燃料供给装置。

作为上述气体燃料供给装置，优选具有以下的结构。

(a)如图5所示，气体燃料供给装置具有如下结构：沿台车的宽度方向设置多个气体燃料供给管，并在该管上设置排出气体燃料的狭缝或开口、或者设置喷嘴。

(b)如图6所示，气体燃料供给装置具有如下结构：沿台车的前进方向设置多个气体燃料供给管，并在该管上设置排出气体燃料的狭缝或开口、或者设置喷嘴。

另外，上述气体燃料供给装置，优选例如通过给气体燃料供给管或喷嘴等设置流量控制单元，能够控制台车宽度方向的气体燃料的供给量。特别是在台车宽度方向的侧壁附近，由于受到侧风的影响，所供给的气体燃料流至机侧方向、或漏出至机外，气体燃料浓度变稀薄的可能性高，因此可优选向该侧壁附近大量供给气体燃料。

另外，上述气体燃料供给装置，需要在装填层的上方，高速向大气中排出气体燃料，由此使其在短时间内与周围的空气混合，稀释至该气体燃料的燃烧下限浓度以下的浓度，之后，将该稀释气体燃料导入装填层中。

另外，将气体燃料稀释至燃烧下限浓度以下的浓度的理由如下所述。

表1A和表1B示出了本发明中可使用的代表性气体燃料的燃烧下限浓度、供给浓度等。为了防止火灾的发生，向烧结原料中供给气体燃料时的气体浓度越是低于燃烧下限浓度则越安全。在这方面，城市煤气与C气(焦炉煤气)的燃烧下限浓度近似，热量高于C气，因此能够降低供给浓度。因此，从确保安全性的观点出发，能够降低供给浓度的城市煤气比C气更优选。而且，如后所述，城市煤气不含对人体有害的CO(一氧化碳)成分，而且也不含氢气成分。

表1A

表1B

表2A和表2B示出了气体燃料中含有的燃烧成分(氢气、CO、甲烷)和这些成分的燃烧下限/上限浓度、层流、紊流时的燃烧速度等。为了防止在烧结中发生火灾，即，为了防止由烧结中供给的气体燃料引起的火灾发生，需要实现逆燃防止，为此，以至少层流燃烧速度以上、优选以紊流燃烧速度以上的高速排出气体燃料即可。例如，在以城市煤气的主要燃烧成分甲烷为气体燃料的情况下，如果以超过3.7m/s的速度排出，则没有逆燃的可能。另一方面，氢气的紊流燃烧速度比CO或甲烷块，因此为了确保安全，该成分需要以高速排出。从这方面出发，如果比较表1A和表1B所示的气体燃料，则不含有氢气成分的城市煤气与含有59体积％的氢气成分的C气相比，在能够减慢排出速度的方面是有利的。而且，城市煤气不含有CO成分，因此不存在引起气体中毒的可能，是安全的。因此，可以说从确保安全性的观点出发，城市煤气在作为气体燃料使用方面具有优良的特性。可以说天然气也是一样。另外，虽然C气也可以作为气体燃料使用，但在这种情况下，需要提高气体排出速度和采用其他的CO对策。

表2A

表2B

表3示出了根据供给气体燃料的形式来评价得失的结果。表中，直接吹入是指，直接供给(排出)城市煤气或C气等气体燃料，使周围的大气卷入而稀释至预定的浓度，再吸引(导入)至装填层中的形式；预混合吹入是指，预先将大气和气体燃料混合并稀释至预定的浓度后，将其供给到装填层上，并吸引(导入)至装填层中的形式，即预混合形式。在直接吹入形式中，如果以上述紊流燃烧速度以上的速度排出气体燃料，则容易防止逆燃，而在预混合形式中，在发生浓度偏差时，存在引起逆燃的可能性。另一方面，在直接吹入形式中，在将气体燃料与周围的大气混合而将其稀释时，由于容易发生浓度不均，因此引起异常燃烧的可能性比预混合形式大。但是，在包含设备成本而进行综合评价时，城市煤气的直接吹入最具优势。

表3

另外，在本发明中，需要通过上述气体燃料供给装置，在装填层的上方以高速向大气中排出气体燃料，由此在短时间内与周围的空气混合，再稀释至该气体燃料所具有的燃烧下限浓度以下的浓度，之后，将该稀释气体燃料导入装填层中。其理由如下所述。

图7是说明研究气体燃料供给位置对烧结块的影响的实验的图。如图7(a)所示，将烧结块填充于内径300mmΦ×高度400mm的烧结锅中，在距该烧结块的中央部的上方深90mm的位置处埋入喷嘴。吹入相对于空气达到1体积％的100％浓度的甲烷气，测定烧结块内的圆周方向和深度方向的甲烷气浓度。将测定结果示于表4。另一方面，如图7(b)所示，使用相同喷嘴，在从距烧结块的上方350mm的位置供给甲烷气的情况下，与上述同样地测定甲烷气浓度的分布，将结果示于表5。由这些结果可知，在向烧结块中直接导入甲烷气的情况下，甲烷气的横向扩散不充分，与此相对，在烧结块上方供给甲烷气的情况下，烧结块内的甲烷气浓度大致均匀，并在横向上充分扩散。根据以上的结果可知，优选通过在烧结块的上方向空气中进行供给气体燃料，使气体燃料在被导入装填层内之前预先均匀地稀释。

表4

甲烷气体浓度：10.23％以上无法测定

表5

甲烷气体浓度：10.23％以上无法测定

下面，从设置在气体燃料供给装置的气体燃料供给管上的狭缝或喷嘴等喷出口喷出气体燃料的速度，从防止逆燃的观点出发，优选以高速排出。即，气体燃料在被吸引、导入到装填层表层的阶段之前，被稀释而达到燃烧下限浓度以下，在本发明的烧结操作中，烧结台车内存在形成或正在形成燃烧熔融带的烧结层，在经常具有火种的状态下，在装填层的上方进行气体燃料的供给。因此，在由于任意火种将由气体燃料供给装置供给的气体燃料点燃时，如果从喷嘴等排出的气体燃料的流速慢，则引起逆燃，存在在气体燃料供给装置或气体燃料供给管内引起爆炸、燃烧的可能。因此，为了实现即使对气体燃料进行点火也不会逆燃，优选气体燃料的喷出速度为该气体燃料所具有的燃烧速度的2倍以上，更优选为该气体燃料所具有的紊流燃烧速度的2倍以上。而且，在甲烷气的情况下，层流燃烧速度约为0.4m/s，紊流燃烧速度约为4m/s。

因此，进行了确认在上述燃烧速度下实际引起吹飞的条件的实验。

在该实验中，在25A的配管上加工出开口直径为1mmΦ、2mmΦ及3mmΦ的喷出口，向该配管中供给LNG气并使LNG气从上述喷出口喷出，使用点火源对该喷出的LNG气进行点火，之后，在离开上述点火源后，测定引起吹飞的喷出速度。这里，上述喷出速度通过改变LNG气的排出压力(header pressure)进行控制。

其结果可知，如果喷出口的开口直径为1mmΦ，则在使LNG气的排出压力为300mmH₂O以上、使气体燃料的喷出速度为70m/s以上时引起吹飞，另外，如果是2mmΦ的开口直径，则在使LNG气的排出压力为550mmH₂O以上、使气体燃料的喷出速度为130m/s以上时引起吹飞。另一方面，如果是3mmΦ的开口直径，则即使使LNG气的排出压力为2000mmH₂O并以超过音速的速度喷出气体燃料，即使能够防止喷出口处的气体燃料的燃烧，仍在其下游的低速部引起燃烧，发生所谓的火焰悬浮(lifting)，不能可靠地吹飞。

如上所述可知，在使用LNG气或具有与LNG气同等的燃烧速度的燃料气体(例如甲烷气、乙烷气、丙烷气等)时，为了引起吹飞来防止逆燃，优选使开口直径至少小于3mmΦ。另外，气体燃料的喷出速度如果仅达到燃烧速度以上，则即使能够防止喷出口处的燃烧，也不能防止其下游处低速部分的燃烧(火焰悬浮)。因此，在本发明中，为了防止这种火焰悬浮，使气体燃料以引起吹飞现象的速度以上的速度从喷出口喷出。而且，为了引起该吹飞现象，优选使气体的喷出口为开口直径小于3mmΦ的大小并以高速喷出气体燃料，优选例如：在开口直径等效于1mmΦ时以70m/s以上的高速喷出，在开口直径等效于1.5mmΦ时以100m/s以上的高速喷出，在开口直径等效于2mmΦ时以130m/s以上的高速喷出。

另外，在实际机器上应用本发明时的开口直径优选在0.5mm～1.5mmΦ的范围内。如果小于0.5mmΦ，则难以对配管进行孔加工，另外，容易因为气体中含有的粉尘等而引起堵塞。另一方面，如果超过1.5mmΦ，则为了引起吹飞需要较大的喷出速度，因此为了确保安全性，喷出速度越低越优选。

但是，在上述说明中，将喷出口的形状设为圆形，并根据其直径对大小进行了说明，但只要喷出口的形状具有相同的开口面积，则并不特别限定为圆形，例如，也可以是椭圆形状或槽状(狭缝)。

另外，气体燃料的喷出速度，除开口直径外，还根据气体燃料的供给压力而发生变化，因此为了确保引起上述吹飞的喷出速度，可以基于形成开口的喷嘴压力与喷嘴流速(喷出速度)的关系进行控制。喷嘴压力与喷嘴流速间的关系如下式所示。ΔP＝ρ·V²/(2·g)

这里，ΔP：喷嘴压差(mmH₂O)、ρ：30℃下气体燃料的密度(kg/m³)、V：喷嘴流速(m/s)、g：重力加速度(m/s²)。

另外，在从开口直径为1mmΦ的孔喷出LNG气的情况下，可以在300mmH₂O下以70m/s的速度喷出，在从1.5mmΦ的孔喷出LNG气的情况下，可以在700mmH₂O下以100m/s的速度喷出，由此，能够引起吹飞。

为了得到上述气体燃料的排出速度，优选使来自上述喷嘴、开口部或狭缝的气体燃料的排出压力相对于气氛气体压力为300mmAq以上且小于40000mmAq。

在排出这些气体燃料的配管与开口部为相同形状时，通常，距离供给源头越近燃料越容易排出，距离供给源头越远燃料越难以排出。因此，在使用长配管时，通过应用下述中的任意一项、或将这些项组合应用，即使在配管长度长的情况下，也能够均匀地供给燃料。

(a)使用配管内的截面积逐渐减小的锥形配管，

(b)距离燃料供给源头越远，增大开口截面积，

(c)距离燃料供给源头越远，使开口部或喷嘴的间距变窄，每单位配管长度的开口部或喷嘴截面积的和增大。

关于向空气中排出上述气体燃料的方向，可以采用如下所述的方式。

(a)如图8所示，通过朝着装填层向下方(垂直下方)排出气体燃料，使部分气体燃料被装填层表面反射而进行稀释的方法。

(b)如图9所示，通过与装填层表面平行地(水平方向)排出气体燃料，延长到导入装填层为止的路径而进行稀释的方法。

(c)如图10所示，通过朝着挡板(反射板)排出气体燃料而使其反射，从而促进稀释的方法。

(d)如图11所示，使设置于气体燃料供给管的气体排出用狭缝、开口或喷嘴朝向装填层表面，并在相对于装填层表面的垂直方向为±90度的范围内向多个方向分散，从而促进稀释的方法。

(e)作为上述图11的变形方式，形成能够以气体燃料供给管的轴为中心进行旋转，从而使排出方向变化的结构的方法。

另外，利用上述气体燃料供给装置的气体燃料的排出，优选在装填层表面上方300mm以上的高度处进行。图12是测定从喷嘴直径为2mmΦ和1mmΦ的2种喷嘴、使流速在20～300m/s的范围内变化地向垂直下方方向排出甲烷气(浓度：100％)时甲烷气的扩散而得到的结果。其示出了距喷嘴前端0.2m、0.4m、0.6m及0.8m位置处的甲烷气的扩散。由图12可知，喷嘴的直径越小，所排出气体燃料的速度越快，越容易引起与周围空气的混合而促进稀释，特别是，由增速引起的稀释促进效果，在距喷嘴前端的距离为0.4m处增大。因此，在本发明中，考虑该结果和所排出的气体燃料在装填层表面的弹回，优选气体燃料向大气中的供给在装填层表面上方300mm以上的高度处进行。

另外，如上所述，所排出的气体燃料的速度越快，越容易引起与周围空气的混合而促进稀释，因此排出速度越快越优选。而且，在由于任意火种将由气体燃料供给装置供给的气体燃料点燃时，如果从喷嘴等排出的气体燃料的流速慢，则引起逆燃，存在在气体燃料供给装置或气体燃料供给管内引起爆炸、燃烧的可能。为了回避该危险性，优选以使用的气体燃料所具有的燃烧速度的2倍以上的速度排出。更优选为该气体燃料的紊流燃烧速度的2倍以上的速度。而且，甲烷气的层流燃烧速度约为0.4m/s，紊流燃烧速度约为4m/s。

下面，对本发明的气体燃料供给装置的侧风对策进行说明。

在装填层的上方从气体燃料供给装置向大气中供给的气体燃料，在被稀释之后，被设置于台车下方的风箱吸引，通常，其整体与周围的空气一起被导入装填层内，但在受到来自相对于台车前进方向的横向的侧风时，特别是，如果风速增大，则上述所供给的气体燃料向机侧方向流动。图13示出了在风速为2m/s和5m/s的情况下对侧风给气体燃料的浓度分布带来的影响进行分析的结果。由该结果可知，在没有采取任何对策时，即使是风速为2m/s的侧风，气体燃料也会散失，对导入装填层内的气体燃料的浓度分布也产生不良影响。

因此，为了减轻侧风的影响，对在气体燃料供给装置的两侧设置高2m的屏风时的效果进行了分析，在风速为5m/s的情况下，将其结果示于图14。图14(a)是设置了2m高的屏风时的结果，可知在5m/s的风速下，屏风内部形成涡流而引起气体燃料的散失，不能充分得到该效果。另外可知，图14(b)是2m高的屏风上部1m由孔隙率30％的材料构成时的结果，通过设置孔隙，空气涡流的形成受到抑制，能够防止气体燃料的散失。

由上述分析结果可知，为了防止由侧风导致的气体燃料的散失，在气体燃料供给装置的两侧设置具有侧风防止效果的屏风的方法是有效的，另外，由设置该屏风引起的涡流形成，可通过在屏风上设置以面积率计约30％的孔隙的方法减轻。

而且，本发明人对通过在气体燃料供给装置的上方设置罩来抑制侧风的影响进行了研究。其结果可知，作为侧风对策，罩的设置具有屏风以上的效果。但是，优选该罩在上方中央部具有开口或适当的透过率(孔隙率)，而形成能够从该部分引入大气的结构。由此，在罩内部，与从气体燃料供给配管排出的气体燃料混合，形成稀释气体燃料。在台车宽度为5m的烧结机的情况下，如果上述开口部为约1m，则罩的压力损失几乎可以忽略。另外可知，在开口部分设置孔隙的情况下，如果透过率约为80％，则能够将压损抑制在约数mmAq。而且，由分析结果可知，由于在上述罩内设置整流板，因此具有抑制罩内的涡流的效果，在罩上部(周围)设置的屏风的孔隙率在30％～40％的范围内最有效。

另外可知，在罩的下端和烧结床表面(烧结层表面)之间必然产生间隙，如果该间隙部分的密封不充分，例如如果透过率为20％～30％，则空气从该部分卷入罩内部，使气体燃料的浓度分布的偏差增大。因此，防止空气从罩下端侵入是重要的，优选在罩下端与烧结床表面之间、或者罩下端与台车侧壁之间，设置如图15所示的链式帘(chain curtain)、压力密封(wire-plate seal)、刷式密封(brush seal)等密封材料，或设置粘合密封，或设置如图16所示的气帘等。另外，上述密封材料，优选具有耐热性，并且挠性或变形的自由度大，不会损坏烧结层的表面的材料。

在存在5m/s的侧风的情况下，使用利用有限体积法的计算流体分析软件分析上述罩的效果，并对所得结果进行说明。图17示出了计算所使用的气体燃料供给装置和在其上方设置的罩。形成如下结构：烧结机的台车宽度设为5m，用于排出气体燃料的吹气配管，以60mm间隔与台车前进方向平行地排列于烧结矿床(装填层)上500mm的高度处，在该吹气配管及其上部设置整流板，另外，在其上部设置罩，在上方中央部设置宽1000mm的开口部(在孔隙率为100％和80％时进行计算)。而且，在上述罩的侧面上方设置用于使侧风衰减的透过率30％的围栏，假定设置了链式帘，则罩下端的透过率为20％。

图18示出了关于本发明的气体燃料的浓度分布的分析结果。由该结果可知，通过使罩的侧壁上部为倾斜结构、并使罩上部变窄，气体燃料的浓度分布得到改善，开口部的孔隙率为100％和80％时的差异小，由于设置整流板而产生涡流的情况受到抑制。图19示出了关于本发明的压力分布的分析结果，可知通过使罩上方为倾斜结构，压力损失小，由于设置整流板而产生涡流的情况受到抑制。图20是关于气体流速分布的分析结果，由此可知，如果罩下端具有透过率，则会因空气的流入而产生偏流。而且，图21示出了气体流速的矢量线图，通过使罩上部为倾斜结构并设置整流板，涡流受到抑制。

另外可知，就图18～图21共通之处而言，即使设置罩，仍在风上和风下处存在空气卷入量的差异，为了解决该问题，需要采取其他的方法。作为该方法，有效的是在上游侧和下游侧改变气体燃料的排出量、或者与上述计算模型相比进一步增大罩上方的变窄。

下面，基于上述见解，对设置于实际烧结机的气体燃料供给装置的侧风防止对策的应用例进行说明。图22示出了其中的1个例子，即，在气体供给装置的上方设置上方具有开口部的罩，在其上部设置涡流形成防止用的透过率为30％的围栏，并在罩下端吊下用于防止侧风从罩与台车的间隙侵入的链式帘(压力密封)，而且，在两侧端的吹气配管处设置整流板。图23是上述图22的变形例，示出了沿着罩内的气体燃料供给管设置整流板的例子。另外，图24是使上述图23的罩的上方部敞开，并设置整流板作为替代的例子。上述整流板的设置间隔优选适当变更。另外，图25是使图24的罩的上方完全敞开，并在上方仅设置整流板的例子，图26是在罩内同时使用整流板、和用于促进气体燃料混合的挡板的例子。上述例示的罩，均具有抑制侧风的影响的效果。

另外，在本发明中，作为上述气体燃料，优选使用将可燃性气体所含的燃烧成分的浓度稀释至大气中常温时的燃烧下限浓度的75％以下的气体燃料，更优选使用稀释至燃烧下限浓度的60％以下的气体燃料，进一步优选使用稀释至燃烧下限浓度的25％以下的气体燃料。使用稀释至燃烧下限浓度的75％以下的可燃性气体的理由为下述两点。

(a)直接向装填层上部供给可燃性气体，有时存在导致爆炸性燃烧的可能，因而需要形成至少在常温下即使存在火种也不燃烧的状态。

(b)需要即使可燃性气体在装填层中未完全燃烧、并以未燃烧的状态到达风箱下游的电吸尘器等，也不存在因电吸尘器的放电而燃烧的可能。

另外，需要使用将稀释气体燃料的浓度稀释至如下水平的气体燃料，即如后所述，不会导致烧结原料中的总炭材料(固体燃料+气体燃料)的燃烧所需的空气(氧)不足、从而不引起燃烧不充分的水平。

但是，稀释气体燃料优选为燃烧下限浓度的2％以上的浓度。如果浓度小于2％，则即使因燃烧而发热，也无法实现烧结矿强度的提高和成品率的改善。另外，稀释气体燃料优选根据炭材料量(固体燃料)调节其浓度。而且，通过调节浓度，稀释气体燃料能够在装填层中的预定位置发生燃烧。

在本发明的烧结矿的制造方法中，优选在将装填层中的炭材料点燃后，将被稀释的气体燃料供给(导入)至装填层中。其理由是，即使在刚点火后的位置供给稀释气体燃料，也仅在装填层的表层上燃烧，不会对烧结层产生任何影响。因此，优选在煅烧装填层上部的烧结原料而形成烧结块的层之后，将稀释气体燃料供给至装填层。另外，如果在装填层的表面形成烧结块的层，则可以在烧结结束前的任意位置进行稀释气体燃料的供给。除上述理由外，在形成烧结块的层之后进行稀释气体燃料的供给还有如下所述的理由。

(a)如果在装填层的上部没有生成烧结块的状态下进行稀释气体燃料的供给，则在该装填层上存在发生爆炸性燃烧的危险。

(b)优选对需要提高烧结矿的成品率的某些部分进行稀释气体燃料的供给，即进行供给，以使在想要使烧结矿的强度提高的部分发生燃烧。

为了对装填层的最高到达温度或高温范围保持时间中的任意一项或两项进行调节，优选在燃烧熔融带的厚度至少为15mm以上、优选为20mm以上、更优选为30mm以上的状态下进行稀释气体燃料的供给。这是因为：如果燃烧熔融带的厚度小于15mm，则由于通过烧结层(烧结块)而被吸引的空气和稀释气体燃料引起的冷却效果，即使使气体燃料燃烧其效果也不充分，从而不能实现燃烧熔融带的厚度的扩大，另一方面，如果在上述燃烧熔融带的厚度为15mm以上、优选为20mm以上、更优选为30mm以上的阶段供给稀释气体燃料，则燃烧熔融带的厚度大幅扩大，从而能够延长高温范围保持时间，进而能够得到冷强度高的烧结矿。

另外，上述烧结熔融带的厚度的确认，可以通过例如使用带有透明石英玻璃制窗的竖型管状试验锅进行。该试验锅是确定稀释气体燃料的供给位置的有效装置。

另外，优选在燃烧前沿下降至表层下，燃烧熔融带下降至距表层100mm以上、优选200mm以上的位置，即以装填层的中/下层区域为对象，进行稀释气体燃料向装填层的导入。也就是说，优选以如下方式供给稀释气体燃料：不发生燃烧地通过生成于装填层的表层的烧结块区域(烧结层)，并在燃烧前沿移动至距表层50mm以上的阶段发生燃烧。其理由是：如果燃烧前沿下降至距表层100mm以上的位置，则由穿过烧结层而被吸引的空气引起的冷却的不良影响减轻，从而能够实现燃烧熔融带的厚度的扩大。而且，如果下降至距表层200mm以上的位置，则由空气引起的冷却的影响几乎消除，从而能够将燃烧熔融带的厚度扩大至30mm以上。另外，更优选在成品率下降较大的台车宽度方向两端部的侧壁附近进行稀释气体燃料的供给。

另外，稀释气体燃料生成装置根据烧结机的规模而不同，例如，在气体燃料供给量为1000～5000m³(标准)/h、生产量为约1.5万t/日的条件下，在机长为90m规模的烧结机中，优选配置在点火炉的下游侧约5m之后的位置。

在本发明的制造装置中，稀释气体燃料的供给装置(向装填层导入的位置)，优选设置在台车前进方向的点火炉输出侧、从烧结块生成后的所谓烧结前沿前进至表层下的位置(例如，在表层下100mm以上、优选约200mm以下发生气体燃料的燃烧的位置)起到烧结结束为止之间的一处以上的任意位置。这意味着，如上所述，在燃烧前沿移动至装填层的表层下的阶段开始该气体燃料的导入，其结果是，在装填层的内部发生气体燃料的燃烧，而且逐渐向更下层移动，因此不存在爆炸的可能，从而安全的烧结操作成为可能。

在本发明的制造方法中，稀释气体燃料向装填层中的导入还意味着促进已生成的烧结块的再加热。即，该稀释气体燃料的供给承担如下作用：本来高温范围保持时间缩短、容易发生热量不足，故通过供给反应性高于固体燃料的气体燃料，对烧结矿的冷强度低的部分，填补容易发生热量不足的部分的燃烧热，从而实现燃烧熔融带的再生-扩大。

另外，在本发明的烧结矿的制造方法中，来自点火后的装填层上部的稀释气体燃料的供给，优选导入装填层内的稀释气体燃料的至少一部分以未燃烧的状态到达燃烧熔融带，并使其在想要实现燃烧热的补偿的位置处发生燃烧。考虑其理由是：稀释气体燃料的供给、即向装填层中的导入效果不仅对装填层上部有效，而且对厚度方向的中央部的熔融燃烧带更加有效。也就是说，如果在容易发生热量不足(高温范围保持时间不足)的装填层的上层部进行气体燃料的供给，则可提供充足的燃烧热、从而改善该部分的烧结块的品质。而且，如果使稀释气体燃料的供给作用达到中层部以下的带区域，则得到与在原本利用炭材料的燃烧熔融带上形成利用稀释气体燃料的再燃烧熔融带相同的效果，燃烧熔融带的上下方向加宽，因而能够不提高最高到达温度而实现高温范围保持时间的延长，因此，能够不降低台车的移动速度而实现充分的烧结。其结果是，装填层整体的烧结块的品质改善(冷强度提高)，进而成品烧结矿的品质(冷强度)和生产率提高。

本发明的第1特征在于，从对装填层中的哪个位置带来供给稀释气体燃料的作用和效果的观点出发，确定其供给位置，另外，除该燃料的供给之外，本发明的第2特征在于，在热量固定的基准下，根据固体燃料的量，将装填层内的最高到达温度、高温范围保持时间控制在何种程度。

因此，在本发明中，优选在向装填层中导入(供给)稀释气体燃料时，不仅要调节稀释气体燃料的供给位置，还要控制燃烧熔融带自身的形态，进而对燃烧熔融带的最高到达温度和/或高温范围保持时间进行控制。

通常，在点火后的装填层中，随着台车的移动，燃烧(火焰)前沿逐渐向下方和前方(下游侧)扩大，在此过程中，燃烧熔融带的位置如图4(a)所示发生变化。而且，如图4(b)所示，在烧结层内的燃烧过程中所受到的热历史，在上层、中层、下层处不同，在上层至下层间，高温范围保持时间(达到约1200℃以上的时间)大不相同。其结果是，台车内的位置不同的烧结矿的成品率显示出图4(c)所示的分布。即，表层部(上层部)的成品率低，而在中层、下层部达到高的成品率分布。因此，根据本发明方法，如果供给上述气体燃料，则燃烧熔融带的上下方向的厚度、台车前进方向的宽度等增大，这反映出成品烧结矿的品质提高。而且，达到高成品率分布的中层部或下层部，由于能够进一步控制高温范围保持时间，因此能使成品率进一步提高。

通过调节上述气体燃料的供给(导入)位置，能够控制燃烧熔融带的形态、即燃烧熔融带的高度方向的厚度和/或台车前进方向的宽度，并且能够控制最高到达温度和高温范围保持时间。这些控制使本发明的效果更加显著，通过对熔融燃烧带的上下方向的厚度、台车前进方向的宽度扩大、和最高到达温度、高温范围保持时间进行控制，能总是实现充分的煅烧，从而有效地有助于成品烧结矿的冷强度的提高。

另外，也可以说，在本发明中，向装填层中的稀释气体燃料的供给(导入)，是为了控制成品烧结矿整体的冷强度。即，供给稀释气体燃料本身的目的是，使烧结块及烧结矿的冷强度提高，特别是通过气体燃料的供给位置的控制、作为烧结原料在燃烧熔融带停留时间的高温范围保持时间的控制剂最高到达温度的控制，使烧结矿的冷强度(落下指数SI)为约75％～约85％，优选为80％以上，更优选为90％以上。

在本发明中，特别是可以优选在考虑了烧结原料中的碳材料量(使投入热量固定的条件下)的基础上，通过调节上述稀释气体燃料的浓度、供给量、供给位置及供给范围，从而廉价地实现该强度水平。另外，烧结矿的冷强度的提高，一方面可能导致通气阻力的增大和生产率的降低，但在本发明中，这个问题已通过控制最高到达温度和高温范围保持时间而消除，而且使烧结矿的冷强度提高。另外，通过实际烧结机制造的烧结矿的冷强度的SI值显示出比由烧结盘试验得到的值高10％～15％的值。

在本发明的制造方法中，使从在装填层中生成的烧结块开始到湿润带为止间的任意的带区域的烧结矿的冷强度为多少作为基准，来控制台车前进方向的上述稀释气体燃料在装填层中的导入位置。由于该控制，在本发明中，优选根据烧结原料中的碳材料量(固体燃料)，来调节气体燃料供给装置的规模(大小)、数量、位置(距点火炉的距离)、气体浓度，由此不仅主要控制燃烧熔融带的大小(上下方向的厚度和台车前进方向的宽度)，而且控制高温到达温度、高温范围保持时间，由此，可控制装填层中生成的烧结块的强度。

在本发明的上述制造方法中，作为供给至装填层中的气体燃料，优选使用高炉煤气、焦炉煤气、高炉和焦炉的混合气体、城市煤气、天然气或甲烷气、乙烷气、丙烷气、丁烷气或它们的混合气体中的任一种。这些气体均含有燃烧成分，向空气中高速排出这些气体燃料的任一种而与空气混合并稀释，从而制成燃烧下限浓度的约75％以下的稀释气体燃料并供给(导入)至装填层中。

而且，在本发明中，作为供给至装填层中的气体燃料，除上述气体燃料外，还可以使用气体状态下的点燃温度高于烧结床表层的温度的、使醇类、醚类、石油类、其它的烃类化合物类等液体燃料气化而得的物质。将可以在本发明中使用的液体燃料及其特性示于表6。使上述液体燃料气化而得的气体燃料的点燃温度高于上述气体燃料的点燃温度，因此高于烧结床表层的温度而在装填层的更内部处燃烧，因而在吹入位置处的燃烧熔融带下端的温度提高方面有效。特别是点燃温度接近500℃的气体燃料的效果大。另外，在使用将液体燃料气化而成的气体燃料时，优选将气体供给配管保持在该液体燃料的沸点以上且低于着火温度的温度，以使气化后的燃料不再液化。

表6

另外，废油等含有容易着火的成分或点燃温度低的成分，因此不优选在本发明中使用。这是因为：在预先使含有点燃温度或着火点低的成分的废油等液体燃料气化，并供给至烧结原料床上时，被气化的燃料在到达原料床中的燃烧带附近前的原料床表层的上部空间至原料床表层附近之间燃烧，因此不能得到本发明所希望的、在烧结原料床的燃烧带附近燃烧而实现高温保持时间的延长的效果。

另外，在本发明中，在上述气体燃料中，优选使用CO含量为50质量ppm以下的物质。这是因为CO气对人体有害，在供给至装填层上的气体燃料没有全部导入装填层中，而泄露至机器外的情况下，存在引起伤害的可能性。具体而言，使用城市煤气13A或丙烷气不仅更加安全，而且从成本发明出发也优选。

另外，在通过本发明的方法制造烧结矿时，使用在上述点火炉的下游侧配置有气体燃料供给装置的烧结机，其中，上述烧结机具有：循环移动的台车；原料供给装置，在上述台车上装填含有粉矿和炭材料的烧结原料而形成装填层；点火炉，用于对所述烧结原料中的炭材料进行点火；以及设置在上述台车的下方的风箱，上述气体燃料供给装置用于在装填层上方向空气中供给气体燃料，从而制成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。

本发明的烧结机的上述气体燃料供给装置，优选沿着烧结机的宽度方向，以横跨台车的两侧壁的方式进行设置。上述气体燃料供给装置，相对于台车前进方向在平行方向或垂直方向上排列多根供给气体燃料的配管、优选为3～15根。优选各配管如下构成：安装有多个用于向大气中高速供给气体燃料的狭缝或喷出孔、或者喷嘴。

另外，在点火炉的下游侧、燃烧熔融带在装填层中发展的过程中的台车前进方向的任一位置配置上述气体燃料供给装置。上述气体然俩向装填层中的供给，优选在对该装填层中的炭材料进行了点火之后进行。即，在点火炉的下游侧、燃烧前沿前进至表层下之后的任意位置处设置1个或多个该装置，从调节目标成品烧结矿的冷强度的观点出发，确定该装置的大小、位置及数量。另外，该气体燃料供给装置优选设置在两侧壁附近的低成品率部的位置。上述气体燃料，优选使用稀释至燃烧下限浓度的75％以下且2％以上、或燃烧下限浓度的60％以下且2％以上、或燃烧下限浓度的25％以下且2％以上的可燃性气体。

图27是表示本发明的烧结矿的制造装置的一实施方式的图，本发明并不限于该例示的方式。图27所示的例子表示，在点火炉10的台车前进方向的下游侧的装填层的上边，仅设置1台用于制备所要求浓度的稀释气体燃料的气体燃料供给装置12。该气体燃料供给装置12，沿着台车的宽度方向设置多个气体燃料供给管12a，并自未图示的侧壁上起以覆盖装填层的方式设置该管，其中，在该管上、朝下且在台车宽度方向上，排列有多个高速向大气中排出气体燃料的喷嘴12b。从该气体燃料供给装12供给的上述M气与周围的空气混合而形成稀释气体燃料，之后，利用台车8下的风箱(未图示)的吸引力，经由生成与表层的烧结块，将该稀释气体燃料从装填层的上方导入至装填层的深部(下层)。另外，特别是该气体燃料供给装置12，在想要实现台车两侧端(图4(c)的成品率为60％的区域)的成品率提高时，优选重点配置上述喷嘴12a，以能够大量向台车的两侧壁附近供给气体燃料。

作为由该气体供给装置12供给的气体燃料，可以使用例如：高炉煤气(B气)、焦炉煤气(C气)、高炉煤气和焦炉煤气的混合气(M气)、城市煤气、天然气(LNG)或甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、或它们的混合气等。这些气体燃料可以在与点火炉10不同的独立配管系统下进行供给，另外，也可以以利用与点火炉用燃料配管相同种类，与向点火炉10的供气管(未图示)的延长段连接的方式构成。

表7是表示本发明中使用的各种气体燃料的燃烧下限浓度、和该气体燃料的吹入上限浓度(燃烧下限浓度的75％、60％、25％)的表。

例如，由于丙烷气的燃烧下限浓度为2.2体积％，因此使用稀释至75％的气体浓度上限为1.7体积％、稀释至60％的气体浓度上限为1.3体积％、稀释至25％的气体浓度为0.6体积％的物质。因此，优选的范围如下。另外，在丙烷气的情况下，稀释后的气体浓度的下限，即、显示气体燃料供给的效果的下限浓度为0.05体积％。

优选的范围(1)：2.2体积％～0.05体积％

优选的范围(2)：1.7体积％～0.05体积％

优选的范围(3)：1.3体积％～0.05体积％

优选的范围(4)：0.6体积％～0.05体积％

另外，由于C气的燃烧下限浓度为5.0体积％，因此使用稀释至75％的气体浓度上限为3.8体积％、稀释至60％的气体浓度上限为3.0体积％、稀释至25％的气体浓度为1.3体积％的物质。因此，优选的范围如下。另外，在C气的情况下，显示气体燃料供给的效果的下限浓度为0.24体积％。

优选的范围(1)：5.0体积％～0.24体积％

优选的范围(2)：3.8体积％～0.24体积％

优选的范围(3)：3.0体积％～0.24体积％

优选的范围(4)：1.3体积％～0.24体积％

另外，由于LNG气的燃烧下限浓度为4.8体积％，因此使用稀释至75％的气体浓度上限为3.6体积％、稀释至60％的气体浓度上限为2.9体积％、稀释至25％的气体浓度为1.2体积％的物质。因此，优选的范围如下。另外，显示LNG气的气体燃料供给的效果的下限浓度为0.1体积％。

优选的范围(1)：4.8体积％～0.1体积％

优选的范围(2)：3.6体积％～0.1体积％

优选的范围(3)：2.9体积％～0.1体积％

优选的范围(4)：1.2体积％～0.1体积％

另外，由于高炉煤气的燃烧下限浓度为40.0体积％，因此使用稀释至75％的气体浓度上限为30.0体积％、稀释至60％的气体浓度上限为24.0体积％、稀释至25％的气体浓度为10.0体积％的物质。因此，优选的范围如下。另外，显示高炉煤气的气体燃料供给的效果的下限浓度为0.24体积％。

优选的范围(1)：40.0体积％～1.25体积％

优选的范围(2)：30.0体积％～1.25体积％

优选的范围(3)：24.0体积％～1.25体积％

优选的范围(4)：10.0体积％～1.25体积％

下面，表8是表示在C气、LNG、B气中作为燃烧成分而含有的氢、CO、甲烷、乙烷、丙烷的含量和放热量的表。

表7

表8

以下，对成为本发明的烧结矿的制造方法的契机的实验进行说明。

该实验是在如下条件下进行烧结盘实验的例子，使用透明石英制的带有窗户的竖型管状的试验盘(150mmΦ×400mmH)，使用高炉煤气和焦炉煤气的混合气(M气)作为气体燃料，并使用与申请人公司的烧结工厂中使用的烧结原料相同的原料，即表9所示的烧结原料，在下方吸引压力固定为11.8kPa的条件下进行烧结盘试验。这里，M气的燃烧成分的浓度通过空气进行稀释，使其在0.5体积％～15体积％的范围内变化。另外，该实验中使用的M气的燃烧下限浓度为12体积％。

表9

原料种类	比例(质量％)
		罗布河铁矿石	9.6
扬迪矿	23.8
		卡拉雅斯铁矿石	42.6
石灰石	16.6
		硅石	2.7
焦炭粉	4.7

图28是表示通过录像从试验盘的透明石英窗观察到的燃烧熔融带的样子，特别是表示伴随燃烧前沿的移动的燃烧带的下降情况。由图28可知，在试验盘内原料堆积层中，在吹入15体积％的含有超过燃烧下限浓度(12体积％)的M气时，气体燃料立即在装填层表面开始燃烧，没有到达装填层的下层，因而不能得到吹入的效果。与此相对，根据本发明，在使用了上述气体燃料的燃烧下限浓度(12体积％)的75％以下的、通过空气稀释至3体积％为止的气体燃料的时，没有在原料堆积层表面燃烧，而是到达装填层内深处、即燃烧熔融带等效区域并燃烧。其结果表示，与仅利用空气进行烧结时的、燃烧带(也称为燃烧熔融带)的厚度为70mm的情况相对，在稀释M气并进行使用的情况下，可以将燃烧带的厚度宽度扩大至50mm、即2倍以上。该燃烧带的厚度的扩大意味着高温范围保持时间的延长得以实现。

而且，在利用该试验盘的试验中，与伴随实用烧结机的台车的移动的烧结前沿的前进速度相当的烧结带的下降速度(其倒数为烧结时间)，由于稀释气体燃料的供给而加快，而且，与使焦炭增量时和吹入高温空气时相同，可以扩大燃烧带的上下方向的厚度宽度。由此可知，在向烧结原料的装填层中适当吹入被稀释的气体燃料时，与使用现有这种固体燃料、液体燃料、没有稀释的可燃性气体的情况相比，燃烧带宽度的扩大效果变得显著，而且，没有导致使焦炭增量时的燃烧前沿的下降速度降低，与大气烧结的情况几乎没有改变地以相同的速度进行。

图29(a)～(d)是总结了上述烧结试验盘试验结果的图。在根据本发明向原料装填层中适当吹入稀释后M气时，不仅烧结时间几乎没有变化，而且成品率稍有提高(图29(a))，烧结生产型也增加(图29(b))。而且，作为对高炉的操作效果有大影响的冷强度的管理指标的落下强度(SI)改善10％以上(图29(c))，还原粉化特性(RDI)改善8％(图29(c))。

在本发明中，作为导入装填层中的上述气体燃料，使用稀释后的可燃性气体，以下，对其稀释的程度进行说明。表10示出了高炉煤气、焦炉煤气及两者的混合气(M气)、丙烷气、甲烷气、天然气的燃烧下下浓度及燃烧上限浓度。例如，如果具有这种燃烧极限的气体没有在装填层内燃烧而是接近排风机，则因图中的电集尘器而产生爆炸或燃烧的危险。因此，本发明人将稀释至没有尝试错误的结果和上述危险的浓度、即燃烧下限以下浓度的气体燃料导入装填层，然后，为了进一步提高安全性，使用其燃烧下限浓度的75％以下的浓度的稀释气体燃料进行了多次实验，结果确认不会产生任何问题。

例如，在大气中常温下，高炉气体燃烧的浓度范围如表10所示，燃烧下限为40体积％。即，如果低于40体积％则不会燃烧。另外，其燃烧上限诶71体积％。这意味着如果超过71体积％，则高炉气体浓度变得过浓，这种情况也意味着仍处于不会燃烧的状态。以下，基于附图对该数值的根据进行说明。

表10            (体积％)

气体的种类	燃烧下限	燃烧上限
			高炉煤气	40.0	71
焦炉煤气	5.0	22
			混合气体(M气)	12.0	42

丙烷	2.2	9.35
			甲烷	4.9	15.0
天然气	4.8	13.5

图30是表示求出高炉气的上述燃烧极限的方法的一例的图。通过H₂和CO₂及CO和N₂的组合，对图中的高炉气所含的燃烧成分(可燃性气体)和其他(惰性：惰性气体)的比例进行研究，结果如下。

(1)关于“H₂和CO₂”部分的组合的、(惰性气体)/(可燃性气体)的比例为20.0/3.5＝5.7。

因此，求出表示该燃烧极限图的(惰性气体)/(可燃性气体)的比例的横轴的、与5.7的轴交叉的H₂+CO₂曲线的相交部分(燃烧极限)。下限为32体积％，上限为64体积％。即，H₂+CO₂的燃烧极限的下限为32体积％，上限为64体积％。

(2)另一方面，在其余燃烧成分“CO和N₂”的组合的情况下，(惰性气体)/(可燃性气体)的比为53.2/23.0＝2.3，因此，同样地，根据相同的图由横轴2.3、和与CO+N₂的曲线相交的点求出下限为44体积％，上限为74体积％。因此，此时的燃烧极限的下限为44体积％，上限为74体积％。

(3)而且，含有两燃烧成分的高炉气体的燃烧下限，可以通过图30中左方最下端的公式来求得。另外，可以利用同一公式使用上述(1)、(2)的上限值求出燃烧上限。由此，可以求出高炉气体的燃烧下限及燃烧上限。

另外，在本发明中，着眼于气体燃料的燃烧下限的另一个理由是，燃烧极限具有温度依赖性。在燃料便览(社团法人燃料协会编)中有如下说明：作为温度的影响，在温度高时，由于热的散失速度变慢，因此热的产生、散失两速度曲线的交叉变深，爆炸范围(燃烧范围)向左右扩大。即，燃烧极限虽然可以如上求出，但该燃烧极限具有温度依赖性，作为由甲烷气的燃烧范围的温度造成的影响，燃料便览(社团法人燃料协会编)示出了比11所记载的粒子。如果将其作为燃烧下限浓度的温度依赖性进行作图，则大致如图31所示。图中的●标记是表11所记载的甲烷气的例子。

表11

温度(℃)	燃烧范围(体积％)
		17	6.0～13.0
100	5.95～13.7
		200	5.50～14.5
300	5.10～15.5
		400	4.8～16.6

另外，图32是表示大气中常温下的气体燃料的燃烧成分(燃烧气体)浓度和温度间的关系的图。燃烧极限虽然可以如上求出，但该燃烧极限具有温度依赖性，如果对其温度依赖倾向进行例示，则虽然常温下的燃烧下限值(在图中与燃烧气体浓度相当)大约为40体积％，但在200℃的范围内变化为26～27体积％，在1000℃的范围内为数体积％，在1200℃的范围内即使小于1体积％也发生燃烧。

由此可知，供给至装填层的气体燃料的浓度(燃烧成分的含量)，如果达到比常温的燃烧下限更低的浓度则是安全的，只要将该稀释气体的浓度调节至适当范围，则气体燃料的、装填层内的厚度方向上的燃烧位置控制的自由度也增高。

而且可知，如上所述，气体燃料的燃烧中存在温度依赖性，例如气氛温度越高燃烧范围越宽，因而气体燃料虽然在烧结机的燃烧熔融带附近的温度场充分燃烧，但在烧结机的下游侧的电集尘器内等的约200℃的温度场内，在本发明的优选实施例所示的气体燃料的浓度下却不会燃烧。

在制造烧结矿时，供给至烧结原料的装填层中的上述稀释气体燃料被台车下的风箱吸引，在由该装填层中的固体燃料(焦炭粉)的燃烧而形成的燃烧熔融带的高温范围内燃烧。因此，稀释气体燃料的供给，在使投入装填层的热量固定的条件下，只要控制所述稀释气体燃料的浓度和供给量等，则能够调节(减少)烧结原料中的焦炭粉量。另外，稀释气体燃料的浓度调节意味着，以在装填层中的预期位置(浓度区域)引起该气体燃料的燃烧的方式进行控制。

在该意义中，现有技术下的装填层中的燃烧熔融带是指仅固体燃料(焦炭粉)燃烧的区域，但在本发明的情况下，可以指除该焦炭粉外使气体燃料同时燃烧的区域。因此，在本发明中，该稀释气体燃料的浓度和供给量、其他的供给条件，以具有焦炭粉作为燃料的一部分作为前提，如果使焦炭粉与稀释气体燃料的关系发生适当变化，则能够对最高到达温度和/或高温范围保持时间进行所期望的控制，实现烧结块的强度提高。

在本发明中，使用稀释后的气体燃料的另一个理由是因为通过上述熔融燃烧带的形态控制，控制烧结块的强度、成品率。这是因为在进行如下控制的基础上，使该稀释气体燃料有效地发挥作用，其中，上述控制是指：将该烧结块在高温区域(燃烧熔融区域)保持多长时间，另外，使最高到达温度达到怎样的温度。换而言之，上述稀释气体燃料的使用意味着，以烧结原料的高温范围保持时间延长且适当提高最高到达温度的方式进行控制。而且，这种控制意味着，根据烧结原料中的固体燃料量(焦炭粉量)使用稀释调节后的上述气体燃料，以使在燃烧气氛中不发生助燃性气体(空气或氧气)的量过于不足。该方面，在现有技术中，由于与烧结原料的固体燃料量没有关系，而且不对可燃性气体进行浓度调节而进行吹入，因此没有供给与固体燃料和可燃性气体的量相应量的助燃性气体(氧气)，因而导致燃烧不良、或反之导致局部地过度燃烧，进而导致强度不均。就是说，本发明通过对气体燃料进行稀释、浓度调节，而回避了上述问题。

下面，示出了取决于气体燃料的种类的稀释气体燃料的影响。图33是表示对使用了将多种气体燃料稀释到燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料的本发明烧结法、与没有吹入气体燃料的现有烧结法进行比较的图。另外，在没有吹入稀释气体燃料的现有烧结例中，使焦炭粉添加量为5质量％，另一方面，在吹入稀释气体燃料的本发明例中，由于吹入了与0.8质量％焦炭粉等效的稀释气体燃料，因此为了使总热量固定，而使焦炭粉添加量为4.2质量％。由该图可知，在使用了稀释气体燃料的情况下，确认在任意的例子中，落下强度、成品的成品率、生产性提高。由此可以认为，在稀释气体燃料的使用例中，落下强度、成品的成品率等提高的原因是作为燃烧状况所示的燃烧熔融带的扩大、和由此引起的高温范围保持时间的延长。

图34是表示使用丙烷气作为气体燃料时的吹入气体浓度的影响的图，是表示落下强度(a)、成品率(b)、烧结时间(c)、生产率(d)与稀释气体燃料浓度间的关系的图。由该图可知，在丙烷气的情况下，以丙烷气作为稀释气体燃料来进行使用时，由于落下强度提高因此在添加0.05体积％时产生效果，成品率也显示出大致相同的改善效果。在丙烷气为0.1体积％以上、优选为0.2体积％时出现明确的作用效果。如果将该结果换算为以C气作为吹入气体来使用的情况，则在添加0.24体积％的C气时产生效果，优选为0.5体积％以上，在1.0体积％时产生明确的改善效果。因此，丙烷气至少为0.05体积％以上，优选为0.1体积％以上，更优选为0.2体积％以上。另一方面，C气至少为0.24体积％以上，优选为0.5体积％以上，更优选为1.0体积％以上，上限为燃烧下限浓度的75％。另外，在添加0.4体积％的丙烷气时效果几乎饱和，此时的气体浓度相当于燃烧下限浓度的25％。

下面，根据本发明方法，考虑烧结原料中的碳材料量，对进行上述气体燃料的供给来制造烧结矿的冷强度和还原粉化特性(RDI)进行说明。根据“矿物工学”(今井秀喜、武内寿久禰、藤木良规编，1976/175、朝仓书店)，如图35的模式图对烧结反应进行总结。如图35所示，在烧结工序中，在1200℃下开始生成熔液，生成烧结矿的构成矿物中最高强度的、被还原性也较高的铁酸钙。而且，如果升温继续进行而超过1380℃，则分解为低温强度和被还原性最低的非晶质硅酸钙(硅酸钙)、和容易还原粉化的二次赤铁矿。因此，为了提高烧结矿的低温强度和改善RDI，不使铁酸钙分解并使其继续稳定生成成为课题。

表12

另外，根据上述刊物“矿物工学”，通过图36对成为烧结矿的还原粉化起点的二次赤铁矿的析出行为进行了说明。根据该说明，在矿物合成试验的结果中，成为还原粉化起点的骸晶状二次赤铁矿升温至Mag.ss+Liq.区域并在冷却后析出，因此在状态图上，不通过(1)途径、而通过(2)途径制造烧结矿，由此能够抑制还原粉化性。因此，为了制造兼具低RDI烧结矿和高强度烧结矿的烧结矿，如何在1200℃(铁酸钙的固相线温度)和约1380℃(转移温度)的范围内、在装填层内实现长时间保持的加热曲线是重要的。因此可知，根据添加的碳材料量调节气体燃料的供给，使装填层内的最高到达温度在高于1200℃且低于1380℃的范围内是重要的，期望优选在1205～1350℃的范围内。

下面，本发明人为了研究烧结带的上下方向的厚度(宽度)和稀释气体间的关系，而进行使用带有透明石英制窗户的竖形管状试验盘，从该盘的上方向烧结原料的装填层吹入由烧结机冷却器的排气稀释的丙烷气的试验。该试验所使用的烧结原料为申请人公司所使用的普通原料，吸引压力固定为1200mmAq。在该实验中，吹入的丙烷气使用稀释至0.5体积％和2.5体积％的浓度的丙烷气。另外，如果对投入热量进行换算，则吹入0.5体积％的丙烷气相当于混合1质量％的焦炭粉。

图37是表示观察该实验中的丙烷气吹入时的燃烧带形态的结果的照片。由该图可知，接近燃烧下限浓度(理论值、相对于空气)的稀释至2.5体积％的丙烷气，在刚吹入后在原料装填层上燃烧，气体燃料没有进入装填层内不能得到气体燃料供给的效果。与此相对，如果使用丙烷气的稀释浓度相对于空气为0.5体积％的浓度的气体燃料，则没有在装填层上部燃烧，而进入到装填层内，而且在装填层内以高速燃烧。其结果是，相对于在大气条件下烧结时的燃烧带的上下方向宽度(厚度)约为70mm的情况，这种吹入稀释丙烷气时的燃烧带的宽度扩大至2倍以上，为150mm。这相当于高温范围保持时间得到延长。

因此可知，即使在丙烷的燃烧下限浓度的1/5的浓度、即0.5体积％的情况下，仍显示出燃烧带的厚度扩大效果。相反可知，在本发明的气体燃料吹入技术中，如果不是稀释后的气体燃料，则装填层内的燃烧控制变得困难。

而且，在该实验中，对燃烧带的下降速度(其倒数为高温范围保持时间)进行研究。其结果是，在仅增加焦炭的情况或吹入高温空气的情况下，下降速度大幅降低，生产性降低，但在使用了稀释后的气体燃料的情况下，与使固体燃料增量的例子相比，可以使燃烧速度加快，因此与大气烧结的情况相比燃烧带的下降速度几乎没有差异。

而且，本发明人为了对稀释气体燃料在装填层中的供给位置的影响进行调查，使用焦炉煤气(C气)作为气体燃料并稀释至2％，并使稀释气体燃料的吹入位置在距装填层表面100～200mm的位置、200～300mm的位置、300～400mm的位置处变化而进行烧结盘实验，将结果示于图38。

在此，图38的横轴的吹入位置100～200mm是指吹入稀释气体燃料并使其燃烧的例子，其中，从图中明亮地(白色)显示的燃烧熔融带移动至距装填层表面100mm位置起，从试验盘上方开始供给稀释气体燃料，直至该燃烧熔融带到达200mm的位置为止，并将观察此时的燃烧熔融带(图中，燃烧熔融带明亮地(白色)显示)的前进状况的结果示于纵轴。同样地，吹入位置200～300mm是指从燃烧熔融带达到200mm位置起至达到300mm之间，供给稀释气体燃料并使其燃烧的例子，而且吹入位置300～400是指从燃烧熔融带达到300mm位置起至达到400mm之间，供给稀释气体燃料并使其燃烧的例子。另外，作为比较，还对没有进行稀释气体燃料的吹入的现有方法的情况下的燃烧熔融带的进行情况进行了调查。另外，试验盘的燃烧用空气的供给，与通常的烧结操作同样地从上方流动至下方，因此在气体燃料添加时，以预定的浓度向该燃烧用空气中添加、供给气体燃料。

由图38可知，在燃烧熔融带距装填层表面100～200mm的区域内供给稀释气体燃料的情况下，与现有方法相比燃烧熔融带的厚度稍有增大。与此相对可知，在燃烧熔融带为200～300mm的区域内供给稀释气体燃料的情况下，与现有方法相比燃烧熔融带的厚度明显增加，300～400mm区域与现有方法相比也具有明显的差别。

根据以上的内容，优选对燃烧熔融带的位置达到距装填层表面200mm以下的区域的部分进行稀释气体燃料的吹入。而且，即使不强制地向距装填层表面小于200mm的区域供给气体燃料，也可以通过在200mm以下的区域供给气体燃料，使该区域的烧结矿的落下强度大幅提高，因此可以使成品烧结矿的成品率整体提高。因此，可以实现气体燃料成本的降低。

图39是模式地表示距装填层表面200mm为止的上层部、和200mm以下的中、下层部的燃烧状况的图。该图所示的箭头A表示烧结的前进方向(燃烧方向)，图39(a)表示上层部(＜200mm为止＝的焦炭粉和气体燃料的燃烧位置。此时，原本由焦炭粉的燃料形成的燃烧带在装填层的上部是狭窄的，由于该焦炭粉的燃烧带与在该燃烧带燃烧的气体燃料燃烧点相互接近，因此形成同图的右侧所记载的加热曲线。另外，在该温度分布中，以阴影部分表示焦炭粉(固体燃料)的燃烧区域，以非阴影部分表示在其上方燃烧的气体燃料的温度区域。由该图可知，在装填层上部，由于焦炭和气体燃料的燃烧同时发生(两者相互接近并燃烧)，由图中的T₁、T₂所表示的间隔的高温保持时间(相当于约1200℃)如图所示变得狭窄。即，形成由阴影部分表示的焦炭燃烧区域稍有扩大的温度分布。这与以优选从燃烧熔融带的厚度达到15mm以上起，进行向装填层中的上述气体燃料的供给，原来的高温范围保持时间减少时，原本的高温范围保持时间狭窄时，气体燃料的吹入效果低的情况一致。

另一方面，图39(b)是向中层、下层部分供给气体燃料的情况，在中层、下层区域随着燃烧带从上层向下层移动，装填层的温度也上升，燃烧带宽度扩大，在离开图39(a)的情况的位置处燃烧。其结果是，形成图39(b)的右侧所示的温度分布。即，由于气体燃料的燃烧点离开阴影所示固体燃料(焦炭)燃烧点，因此合成的温度分布曲线形成山脚大的温度分布。因此，T₃、T₄所示的固体燃料和气体燃料的燃烧的高温范围保持时间延长，所得的烧结矿的落下强度提高。

另外，在图39(b)的情况下，用于控制(延长)高温范围保持时间的气体燃料的点燃温度，优选为400℃～800℃，更优选为500℃～700℃。其理由是因为如果点燃温度低于400℃，则不会引起高温区域的扩大，仅阻止低温区域分布扩大，另一方面，如果高于800℃则与取决于固体燃料的燃烧的高温范围保持时间过于接近，仅导致最高到达温度的上升，高温范围保持时间的演唱效果减小。

图40是表示测定烧结中的试验盘的截面温度的结果的图，左侧所示的粒子是仅通过焦炭粉进行烧结的现有烧结法的情况，右侧所示的粒子是吹入低浓度的城市煤气(LNG)的情况。根据图40的结果，在左侧的仅通过焦炭粉进行烧结的现有烧结法的情况下，虽然1200℃以上的温度区域(浅黄色的区域)少，但最高温度高于1400℃的温度区域(白色区域)大量存在。另一方面，在右侧的吹入了低浓度的城市煤气的情况下，焦炭粉在燃烧带的下端燃烧，LNG在其上部燃烧，焦炭粉燃烧的位置(燃烧带下端)和LNG燃烧的位置(熔融带上部)之间存在温度变得稍低的区域。使LNG燃烧以使该温度稍低区域的温度达到1200℃以上，由此，最高温度虽然将焦炭粉使用量抑制在较低水平，但使1200℃以上的温度区域分布于宽的范围，其结果是高温区域保持时间得到延长。

基于上述红外热摄像仪的结果，整理烧结时的温度履历并将其示于图14。与仅通过焦炭粉进行烧结的情况相比，通过吹入LNG，最高温度不高于1400℃、优选不高于1380℃，而能够使1200℃以上的温度区域增加至约2倍。另外，由观察到的2个峰构成的温度曲线中，第一个峰(原料层的上层侧的峰)为在焦炭燃烧带上部吹入的LNG的燃烧所产生的峰，第二个峰(原料侧的下层侧的峰)为焦炭燃烧所产生的峰，将这些燃烧所引起的温度变化组合，并对所产生的结果进行推测。即，认为在不同位置处，焦炭(碳材料)燃烧和吹入的城市煤气的燃烧发生复合，由此，通过控制焦炭燃烧所产生的最高到达温度(第二个峰)，并通过之后的LNG的燃烧(第一个峰)，将连结两个区域的间隙保持在1200℃以上，从而在生成烧结矿时，形成有效的燃烧熔融带的1200℃以上的高温保持区域大幅扩大，其结果是，燃烧熔融带的高温区域保持时间连续并得到延长，成品烧结矿的强度大幅提高。

下面，对供给稀释气体燃料并控制装填层中的最高到达温度(层内温度)的方法的一例进行说明。图42是模式地表示烧结时的装填层内的温度分布的图，以添加与现有烧结法相当的5质量％的固体燃料(焦炭粉)的温度分布例为基准，将C气稀释并吹入，从而对减少了焦炭量的本发明的烧结法进行说明。在此，添加5质量％焦炭并进行烧结的现有烧结法的层内温度与时间的关系由曲线a表示。通常，为了延长高温范围保持时间，而增加焦炭粉的使用量，例如，以虚线b表示添加10质量％焦炭粉时的曲线，虽然通过焦炭的增量高温范围保持时间从(0-A)扩大至(0’-B)，但最高到达温度也从约1300℃上升至约1400℃，因而不能得到低RDI且高强度的烧结矿。

在该方面，在根据本发明法的烧结操作方法(曲线c)中，一直将焦炭粉的使用量抑制在4.2质量％，由于吹入稀释C气，因此能够将最高到达温度抑制在1380℃，并使高温范围保持时间扩大至(0-C)，因此能够充分实现当初的目的，即不能通过现有方法实现的低RDI、高强度烧结矿的制造。

总而言之，现有烧结法是着眼于高温范围保持时间或最高温度控制中的任一个的操作。与此相对，本发明法是在调节焦炭粉使用量(例如，控制在4.2质量％)的条件下，将最高达到温度调节至(1205～1380℃)，通过稀释气体燃料的吹入，调节高温范围保持时间的操作方法。另外，图40的曲线d是表示仅使固体燃料使用量下降至4.2质量％的例子，最高到达温度低，高温范围保持时间也短。

图43是表示现有烧结法和本发明的适合例的燃烧状况的图，其中，以使用了5质量％焦炭粉的例子作为现有烧结法，以并用了使焦炭粉使用量为4.2质量％、使浓度为2.0体积％的稀释C气吹入的例子作为本发明的适合例。由该图的热像可知，在现有方法中，产生超过1400涉水丢的燃烧状况。另一方面可知，在使焦炭粉的使用量为4.2质量％、进行了浓度为2体积％的C气吹入的本发明的情况下，1400℃的范围消失，可将最高到达温度抑制在1380℃以下，并实现高温范围保持时间的延长。

图44是表示在投入热量固定的条件下，由稀释后的丙烷气的吹入引起的、装填层内温度(a)、排气温度(b)、通过风量(c)、排气组成(d)的经时变化。另外，在上述试验盘中，装填层内温度是通过安装在装填层表面下400mm(装填厚度：600mm)的位置处的热电偶测定的值，另外，在试验盘的圆周方向上，在中心部和距壁5mm的2位置处测定装填层内的温度。由这些图确认，通过吹入稀释后的丙烷气，将烧结原料加热至1205摄氏度以上，熔融的时间(高温范围保持时间)增加至2倍以上，但最高到达温度没有上升。另外，推测通过吹入丙烷气作为稀释气体燃料，排气中的氧浓度降低，在燃烧反应中高效地使用氧气。

另外，图45是表示对吹入稀释后的丙烷气(0.5体积％)时和使焦炭增量(10质量)时的、装填层内温度(a)、(a’)和排气浓度(b)、(b’)的经时变化进行对比的图。根据这些图，在使焦炭粉的使用比例倍增时，1200℃以上的高温范围保持时间与吹入稀释至0.5体积％浓度的丙烷气时大致相等，但最高到达温度没有超过1380℃。另外，确认通过使焦炭粉的量增加，排气中的CO₂浓度从20体积％大幅上升至25体积％，CO浓度也增加，有助于燃烧的焦炭粉比例也降低。

下面，在表13所示条件下进行烧结实验，对给操作状况或烧结矿的品质带来的影响进行调查。实验No.1是混合了5质量％的烧结原料中的焦炭的现状基础条件，实验No.2是使焦炭粉末降低1质量％至4质量％、并吹入0.5体积％的丙烷气将其取代而使投入热量固定的条件，实验No.3是混合了10质量％焦炭粉的条件，实验No.4是为了验证与保温炉(日本特开昭60-155626号公报)间的差异而吹入450℃的高温气体的条件。

表13

试验No.	No.1	No.2	No.3	No.4
					焦炭粉比(相对于原料、质量％)	5	4	10	5
丙烷浓度(相对于空气、体积％)	0	0.5	0	0
					保温炉(吹入450℃热风)	OFF	OFF	OFF	ON

图46汇总了这些试验的各种特性试验结果的图。可由该图清楚地确认，虽然由于稀释后丙烷气的吹入烧结时间稍有延长，但成品率和落下强度(SI)、生产率均得到改善，而且能够使烧结矿高品质化。

与此相对，在仅使焦炭粉增加至10质量％时，不仅烧结时间延长，而且最高到达温度上升至必要以上，因此低强度的非晶质硅酸盐大量生成，落下强度和成品率均大幅降低。另外，在吹入450℃的高温气体的情况下，落下强度和成品率的改善效果小，与目前为止的商业设配的结果大致一致。

由以上说明可知，使用稀释后的气体燃料时，该气体在装填层内燃烧，实现该层内的燃烧带的扩大，并且通过由烧结原料中的焦炭产生的燃烧热和稀释后的丙烷气的燃烧热的协同作用，形成宽的燃烧带。切忌过是最高燃烧到达温度没有过度上升，而能够延长高温范围保持时间。

下面，本发明人对由稀释后气体燃料的吹入产生的成品烧结矿的被还原性、低温强度等进行调查，并与现有方法(5质量％、10质量％焦炭、吹入热风)进行对比。测定的项目为成品烧结矿中的矿物组成比例(对低温强度和被还原性产生影响)、表观比重(对低温强度产生影响)、0.5mm以下的气孔分布(对被还原性产生影响)。

图47是表示对通过粉末X射线衍射法定量化的、成品烧结矿中的矿物相的组成比例进行调查的结果的图。由该图可知，在以投入热量固定(焦炭4质量％+丙烷气0.5体积％)的方式并用固体燃料和稀释丙烷气的情况下，铁酸钙稳定地生成。而且，认为实现被还原性的提高和低温强度的增加。

图48是表示由丙烷气的吹入的有无引起的、成品烧结矿的表观比重的变化的结果的图，另外，图49是表示由丙烷气的吹入的有无引起的、通过水银压入式孔隙率计测定的0.5mm以下的气孔直径分布的变化的结果的图。由图46可知通过吹入稀释后的丙烷气，表观比重增大。这认为是因为，由于丙烷气吹入，因此从造粒粒子外侧进行加热，结果是促进溶液流动，0.5mm以上的气孔率降低的缘故，其结果是有助于低温强度的提高。另外，由图49可知，通过以投入热量固定的方式吹入稀释后的丙烷气，0.5mm以下的气孔直径分布增加。这是因为，由于烧结原料粒子中的热源减少，因此对被还原性产生影响的来自矿石的500μm以下的微细气孔容易残留的缘故，其结果是能够制造高被还原性烧结矿。

图50是表示将仅使用焦炭时(a)与并用焦炭和稀释气体燃料时(b)的烧结行为示于模式图的图。如该图所示推测，在仅利用现有的焦炭的烧结中，相对于通过焦炭粉燃烧从准粒子内部加热的情况，如本发明所示，在并用焦炭+气体燃料的方法中，由于通过气体燃料的燃烧从准粒子外部进行加热，因此矿石内的微细气孔容易残留，虽然RDI低，但可以使还原率(RI)较高。

图51是模式地表示吹入稀释气体燃料的情况下的烧结矿的气孔分布的变化的图。如该图所示，为了提高烧结矿的生产性，促进给成品率和低温强度带来影响的0.5mm～5mm直径的气孔的合体并减少其数量、以及增加给通气性带来影响的5mm以上的气孔的比例的方法是有效的。另外，为了提高烧结矿的被还原性，期望形成使主要在铁矿石中存在的0.5mm以下的微细气孔大量残留的气孔结构。在该方面，根据该发明，认为通过吹入稀释气体燃料，能够接近理想的烧结矿的气孔结构。

图52是表示把我能够维持所要求的低温强度的极限焦炭比的试验结果的图。在此，上述极限焦炭比定义为，落下强度(SI)与不使用稀释后丙烷气时得到的最大值(73％)相等时的焦炭添加量。如该图所示，通过吹入稀释后的0.5体积％的丙烷气，能够得到与现状相同低温强度(落下强度73％)的焦炭比如图50(a)所示，从5质量％降低(约20kg/t)至3质量％。另外，如图50(b)、(c)所示，可知用于得到74％的成品率及1.86t/小时·m²的生产率的焦炭比分别从5质量％降低至3.5质量％。

由以上说明的内容可知，本发明能够通过如下方式实现烧结矿的品质改善、生产性的提高，即、随着台车的前进，在燃烧熔融带从装填层的表层移至下层期间，根据所含有的碳材料量，选择适当的位置供给适当稀释后的气体燃料，由此，能够产生扩大装填层内的燃烧熔融带的功能的作用。

实施例

实施例1

使用图28所示的试验盘，使用稀释至1～2.5体积％的焦炉煤气(C气)作为气体燃料，并且使其他条件与上述实验条件(0099段落)相同，进行含有5质量％炭材料(焦炭)的烧结原料的烧结盘试验。将该结果示出于图51。如该图所示，使用根据本发明方法稀释的C气时，一旦提高C气的浓度，则燃烧带的宽度(厚度)显著扩大，而且在成品率、生产率提高的同时，低温强度(SI)也能得到改善。

实施例1

使用稀释至0.02体积％～0.5体积％的丙烷作为稀释气体燃料，使其他条件与实施例1相同，进行含有5质量％炭材料(焦炭)的烧结原料的烧结盘试验。将该结果示出于图52。由该图可知，使用根据本发明方法稀释的丙烷时，一旦提高丙烷的浓度，则燃烧带的宽度(厚度)显著扩大，而且在成品率、生产率提高的同时，低温强度(SI)也能得到改善。

实施例3

使用图28所示的试验盘，如表14所示，从盘的上方通过冷却排气，向由焦炭粉的含量(外数)在4.9质量％和4.8质量％两水平变化的烧结原料构成的装填层中，吹入稀释至1.0体积％和2.0体积％(相对于空气)两水品浓度的焦炉煤气(C气)，进行烧结盘试验(No.2～7)。另外，作为比较例，也对使焦炭粉的含量(外数)为5.0质量％，且不吹入稀释气体的例(No.1)进行同样的烧结盘试验。另外，在该实施例中，使装填至试验盘中的烧结原料的总厚度为600mm，并且在其上层部400mm中层压含有上述焦炭粉的烧结原料，在其下层200mm中层压返矿。

另外，当燃烧熔融带的位置在距装填层表面100mm～200mm、200mm～300mm、300mm～400mm各位置时，上述稀释的C气的吹入以吸引压力1200mmAq(压差1000mmAq)导入装填层中。另外，使DL烧结机的全长为80m时，在吹入位置100mm～200mm的情况下，上述稀释C气的吹入位置为80(m)×100～200/600(mm)＝13.3～26.6(m)的位置，即相当于朝着台车前进方向，在从台车的移动起点到13.3～26.6m之间，设置长13.3m的气体燃料供给装置吹入稀释气体燃料来进行烧结操作的例。同样，相当于在吹入位置200mm～300mm的情况下，在从台车的移动起点到26.6m～39.9m的位置，设置长13.3m的气体燃料供给装置进行烧结操作的例；在吹入位置300mm～400mm的情况下，在从台车的移动起点到39.9m～53.2m的位置，设置长13.3m的气体燃料供给装置进行烧结操作的例。

表14

<实施条件>

*焦炭的比例为外数。

表15表示出了上述烧结试验的结果。由该结果可知，与不吹入气体燃料的比较例No.1相比，吹入气体燃料的本发明例No.2～No.7的烧结盘的低温强度(SI强度)、成品率均得到提高，特别是在气体燃料的吹入位置在装填层的中间以下的No.3、4、6、7例中改善显著。另外可知，在使焦炭量为4.9质量％、C气浓度为1体积％的条件下，生产率最高。另外可知，对于稀释气体燃料的吹入(供给)位置对烧结矿的品质的影响，还原率(RI)、还原粉化率(RDI)均是在燃烧熔融带的位置在距装填层表面200mm～300mm的中间位置时进行气体燃料的供给最有效果。

表15

<实施结果>

实施例4

本发明涉及的烧结矿的制造方法适用于日产2万吨规模的DL型烧结机。使用的DL烧结机的机长从点火炉至排矿部为90m，在该烧结机的点火炉的后方约30m的位置、装填层上方500mm的高度，设置具有如下结构的气体燃料供给装置：沿台机前进方向平行设置9根长(台机前进方向)15m的气体燃料供给管，在各管上以100mm的间隔安装着149个向下方喷出气体燃料的喷嘴(总计1341个)，从该喷嘴以高速向大气中喷出作为气体燃料的都市煤气，向装填层上供给都市煤气浓度为0.8体积％的稀释气体燃料。另外，将装填层的总厚度层压为600mm(其中，上层400mm中为含有4.2质量％的焦炭粉的烧结原料)，上述气体燃料的供给位置相当于存在于燃烧熔融带200～300mm的位置。如上操作，通过烧结机台机下方的风箱的吸引负压控制，供给的稀释气体燃料被吸引、导入装填层中，通过烧结层，在存在于上述位置的燃烧熔融带燃烧。另外，此时的C气使用量为3000m³(标准状态)/小时。

通过该实验烧结机进行操作的结果是，所得烧结矿的转鼓强度(TI)整体上比普通操作时提高约3％，还原粉化性(RDI)比普通操作时改善约3％，还原率(RI)也比普通操作时改善约4％。而且，生产率增加0.03t/小时·m²，能够确认本发明的效果。

本发明的技术，作为炼钢用、特别是作为高炉用原料使用的烧结矿的制造技术是有用的，并能够作为其他的矿石块状化技术来进行利用。

Claims (48)

1.一种烧结矿的制造方法，其具有：

装填工序，在循环移动的台车上装填含有粉矿和炭材料的烧结原料，在台车上形成烧结原料的装填层；

点火工序，对装填层表面的炭材料进行点火；

稀释气体燃料生成工序，将气体燃料供给至装填层上方的大气中而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料；和

燃烧工序，通过配置在台车下的风箱将所述稀释气体燃料和空气吸引至装填层内，使所述稀释气体燃料和所述装填层内的炭材料在烧结层内燃烧，由此生成烧结块。

2.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料生成工序中，以引起吹飞现象的流速向装填层上方的大气中供给气体燃料而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。

3.如权利要求2所述的烧结矿的制造方法，其中，所述引起吹飞现象的流速为超过气体燃料的燃烧速度的速度。

4.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料生成工序中，以气体燃料的燃烧速度的2倍以上的速度向装填层上方的大气中排出气体燃料而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。

5.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料生成工序中，以气体燃料的紊流燃烧速度的2倍以上的速度向装填层上方的大气中排出气体燃料而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。

6.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料生成工序中，以相对于气氛气体压力为300mmAq以上且小于40000mmAq的压力排出而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。

7.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料生成工序中，从开口直径小于3mmΦ的喷出口向装填层上方的大气中喷出气体燃料。

8.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有对烧结层内的最高到达温度及高温范围保持时间中的任意一项或二项进行调节的工序。

9.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有通过调节稀释气体燃料的供给量或浓度来调节烧结层内的最高到达温度的工序。

10.如权利要求10所述的烧结矿的制造方法，其中，所述最高到达温度为1205～1380℃。

11.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有通过调节烧结原料中的炭材料量来调节烧结层内的最高到达温度的工序。

12.如权利要求12所述的烧结矿的制造方法，其中，所述高到达温度为1205～1380℃。

13.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有通过调节稀释气体燃料的供给量、浓度以及烧结原料中的炭材料量的任意一项以上，将所述最高到达温度调节至1205～1380℃的工序。

14.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有根据稀释气体燃料的供给量、浓度或烧结原料中的炭材料量来调节烧结层内的高温范围保持时间的工序。

15.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有根据烧结原料中的炭材料量来调节所述稀释气体燃料的供给量或浓度，从而调节烧结层内的高温范围保持时间的工序。

16.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，进行燃烧，以使从装填层的上方导入的稀释气体燃料的至少一部分以未燃烧的状态到达装填层中的烧结层的燃烧熔融带。

17.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有使从装填层的上方导入的稀释气体燃料燃烧，来调节烧结层内的燃烧熔融带的形态的工序。

18.如权利要求17所述的烧结矿的制造方法，其中，所述调节燃烧熔融带的形态的工序中，使从装填层的上方导入的稀释气体燃料燃烧，来调节燃烧熔融带的高度方向的厚度和/或台车前进方向的宽度。

19.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，在烧结层内使稀释气体燃料燃烧，延长燃烧熔融带的高温范围保持时间，从而调节烧结矿的冷强度。

20.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有调节稀释气体燃料向装填层的导入位置的工序。

21.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，在点火炉之后的位置将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使所述稀释气体燃料在烧结层内燃烧。

22.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，在从装填层表层部生成烧结块开始到烧结结束为止期间，将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使所述稀释气体燃料在烧结层内燃烧。

23.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，在燃烧熔融带的厚度达到15mm以上的区域，将所述稀释气体燃料吸引至烧结层内，并使所述稀释气体燃料在烧结层内燃烧。

24.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，在燃烧前沿到达了装填层表层下100mm的位置之后，将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使所述稀释气体燃料在烧结层内燃烧。

25.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，在装填层的两侧壁附近将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使所述稀释气体燃料在烧结层内燃烧。

26.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料是稀释至燃烧下限浓度的75％以下且2％以上的浓度的可燃性气体。

27.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料是稀释至燃烧下限浓度的60％以下且2％以上的浓度的可燃性气体。

28.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料是稀释至燃烧下限浓度的25％以下且2％以上的浓度的可燃性气体。

29.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述气体燃料为选自由高炉煤气、焦炉煤气、高炉和焦炉的混合气、城市煤气、天然气、甲烷气、乙烷气、丙烷气及它们的混合气组成的组中的一种可燃性气体。

30.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述气体燃料为CO含量在50质量ppm以下的气体。

31.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述气体燃料是使液体燃料气化而得到的气体，所述液体燃料的气体状态下的着火温度高于烧结床表层的温度。

32.如权利要求33所述的烧结矿的制造方法，其中，所述液体燃料为选自由醇类、醚类、石油类及其他的烃类化合物类组成的组中的一种。

33.一种烧结机，其具有：

循环移动的台车；

原料供给装置，在所述台车上装填含有粉矿和炭材料的烧结原料而形成装填层；

点火炉，用于对所述烧结原料中的炭材料进行点火；

设置在所述台车的下方的风箱；以及

气体燃料供给装置，配置在所述点火炉的台车前进方向的下游侧，将气体燃料排出到装填层上方的大气中而使其与空气混合。

34.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置，将气体燃料排出到装填层上方的大气中而使其与空气混合，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。

35.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置包括沿台车的宽度方向配置的多个气体燃料供给管和排出单元，所述排出单元具有由配置于所述管的、用于排出气体燃料的狭缝、开口和喷嘴组成的组中的一种。

36.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置包括沿台车的前进方向配置的多个气体燃料供给管和排出单元，所述排出单元具有由配置于所述管的、用于排出气体燃料的狭缝、开口和喷嘴组成的组中的一种。

37.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置包括气体燃料供给管和排出单元，所述排出单元具有由配置于所述管的、用于排出气体燃料的狭缝、开口和喷嘴组成的组中的一种，并且具有直径为0.5～3mmΦ的开口直径。

38.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置具有控制台车宽度方向的气体燃料的供给量的控制装置。

39.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置具有燃料浓度控制装置，所述燃料浓度控制装置根据台车宽度方向的吸引速度的分布，通过对吸引速度大的部分供给较多的燃料，对吸引速度小的部分减少燃料供给量，使单位吸引空气量的燃料浓度保持固定。

40.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置是朝着装填层向下方排出气体燃料的气体燃料供给装置。

41.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置是与装填层表面平行地排出气体燃料的气体燃料供给装置。

42.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置是朝向反射板排出气体燃料的气体燃料供给装置。

43.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置包括气体燃料供给管和设置于所述气体燃料供给管的气体排出用狭缝、开口或喷嘴，所述狭缝、开口或喷嘴具有朝向装填层表面、并且在相对于装填层表面的垂直方向为±90度的范围内分散的方向。

44.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置包括能够以轴为中心进行旋转的气体燃料供给管。

45.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置在装填层表面上方300mm以上的高度处具有气体燃料的排出口。

46.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置具有能够在装填层表面上方300mm以上的高度调节气体燃料的排出位置的升降机构。

47.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置是在台车前进方向上、在从燃烧前沿前进至装填层表层下的阶段起到烧结结束为止之间的位置设置的气体燃料供给装置。

48.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置是设置在侧壁附近的气体燃料供给装置。

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