JP2003194473A - 排ガス循環式焼結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成品全体の歩留まりを向上させる。 【解決手段】 排ガス循環式焼結装置３０において焼結
鉱の原料１は焼結パレット３によって搬送され、点火炉
４によって焼結過程が開始される。焼結過程の後半で発
生する排ガスはウィンドボックス１２で回収され、熱交
換器１４によって焼結過程の前半で原料１に供給される
空気を昇温する。焼結過程の前半で発生する排ガスはウ
ィンドボックス１０で回収され、熱交換器１４による熱
交換を行った排ガスと共に凝縮器１４による水分除去及
び冷却作用を経て、焼結過程の中間及び後半の原料１に
供給される。焼結過程の中間で発生する排ガスはウィン
ドボックス１１で回収され、焼結過程開始前の原料１に
供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガスを循環させ
ながら焼結鉱を製造する排ガス循環式焼結装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高炉装入原料の１つである焼結鉱を製造
するには、一般にドワイトロイド式焼結機が用いられ
る。ドワイトロイド式焼結機を用いる場合、鉱石に石灰
石やコークス粒子を添加して水などのバインダで粒子状
に固めた疑似粒子を原料として使用し、その原料を焼結
パレット内に層状に装入して表面から着火する。そして
原料の焼結過程において、焼結パレットの上方からフー
ドを介して大気を供給したり、焼結パレットの下方に設
けられたウィンドボックスから排ガスを下方に回収した
りする。回収された排ガスは、ウィンドボックス、排ガ
ス煙道、集塵機、脱硫装置、ブロア、煙突へと移送さ
れ、大気中に排出される。焼結過程における原料層内の
燃焼帯は漸次上層部から下層部へと移行し、焼結方法や
原料の成分にもよるが、通常全焼結過程は１５〜２５分
程度で完了する。

【０００３】原料の焼結過程において発生する排ガスに
は、ＳＯｘ，ＮＯｘ，ＣＯ₂など、人体に影響を及ぼす
と考えられる有害物質が含まれる。そのため、環境対策
の観点からは排ガス量の削減が求められる。排ガス量削
減のために従来から取られている対策として、排ガスの
一部を循環ガスフードに吸引し、他の焼結帯や点火用空
気に混入させて再度焼結に利用する、所謂「排ガス循環
方式」がある。

【０００４】特開昭５２−６３８０１号公報には、上記
排ガス循環方式によって焼結鉱を製造する装置が開示さ
れている。この装置は、後半部の比較的酸素濃度の高い
排ガスを焼結前半部へ循環する際、ガスフードを固定せ
ず伸縮自在とすることで、大規模な処理設備を設けるこ
となく排ガス量を逐次調整することを特徴とする。これ
により、ガスフード内に供給すべき排ガス量と循環使用
される排ガス量とを一致させ、有害物質の発生を抑制す
ることができる。

【０００５】一方、上記公報による装置は、排ガスは酸
素濃度が空気よりも低いため排ガス循環を行うと焼結時
間が長くなり、成品歩留まりが低下して生産性の悪化に
つながるという欠点を有する。そこで焼結速度を速くし
て生産性を向上させるため、循環する排ガスに酸素含有
ガスを添加し、酸素濃度が１８〜２５％となった循環ガ
スを焼結層に供給するという技術が、特開平８−２９１
３４２号公報で開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術には成品歩留まりを低下させるもう１つの大きな要
因である排ガス中に含まれる水分について考慮されてい
ない。上述したように、原料である疑似粒子にはバイン
ダとしての水分が含まれており、さらに原料焼結の過程
において疑似粒子に含まれるコークスが燃焼により水分
を生成する。これらの水分は、原料焼結の過程において
焼結パレット内に供給される排ガスや空気によって蒸発
する。しかし、供給される排ガス中に多くの水分が含ま
れていると、原料層に含まれる水分の蒸発が阻害されて
しまい、結果として原料の焼結効率が低下してしまう。
また、原料焼結過程において、燃焼帯が到達する前に十
分な水分蒸発が行われないまま原料が燃焼してしまうと
いう現象が起こり、原料溶融に必要なエネルギーが水分
蒸発のために奪われる。これにより、原料層内昇温特性
が悪化し、成品歩留まりの指標となる保熱指数が減少す
る。

【０００７】上記問題は、特に保熱指数や歩留まりの低
い原料上層部において顕著となる。一方原料中層部から
下層部にかけては、上層部において略５〜２０分燃焼し
て発生した熱が下方への吸引ガスと共に運搬されるた
め、上層部と比較して保熱指数や歩留まり低下の影響が
少ない。

【０００８】ここで保熱指数とは、対象となる物質が１
１００℃以上となる時間の総計をいう。１１００℃とは
鉄鉱石中にカルシウムフェライトが生成され、鉄鉱石が
溶融し始める温度であり、１１００℃以上となる時間が
長いほど焼結状態が良好となるといえる。即ち、保熱指
数が大きくなるほど成品歩留まりが向上する。

【０００９】また、循環される排ガスは略２００〜３０
０℃であり、ブロアで焼結パレット内に単位時間に送風
できる量は常温の場合に比べて減少する。従って、焼結
パレット内に供給される酸素量が低下することになり、
成品歩留まりを向上させることは困難である。

【００１０】本発明は以上の問題に鑑みてなされたもの
であり、成品全体の歩留まりを向上させることが可能な
排ガス循環式焼結装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の排ガス循環式焼結装置は、焼結鉱の原料を搬送する焼
結パレットと、前記焼結パレットによって搬送されてい
る前記原料の焼結過程を開始させる点火炉と、前記焼結
パレットによる前記原料の搬送経路に沿って配置されて
おり、前記焼結過程で発生する排ガスを回収する第１の
ウィンドボックスと、前記焼結過程において前記原料に
供給される空気と、前記第１のウィンドボックスによっ
て回収された排ガスとの熱交換を行うための熱交換手段
とを備えていることを特徴とする。

【００１２】ここで焼結過程とは、原料が点火炉によっ
て着火されてから焼結が終了するまでの過程と定義す
る。

【００１３】焼結過程で発生する排ガスは、大きな熱エ
ネルギーを有する。そこでこの排ガスを回収し、排ガス
の熱エネルギーを利用して熱交換手段によって空気を昇
温し、昇温した空気を焼結過程において原料に供給す
る。これにより、原料上層部から中層部にかけての水分
蒸発を促進し、焼結効率を向上させ、さらには成品全体
の歩留まりを向上させることが可能である。

【００１４】本発明の請求項２に記載の排ガス循環式焼
結装置は、請求項１において、前記焼結パレットによる
前記原料の搬送経路に沿って配置されており、前記焼結
過程で発生する排ガスを回収する第２のウィンドボック
スと、前記第２のウィンドボックスで回収され且つ前記
焼結過程において前記原料に供給される排ガスから水分
を除去するための水分除去手段とをさらに備えているこ
とを特徴とする。

【００１５】焼結過程で回収された排ガス中に含まれる
水分を除去し、その後原料に供給するため、排ガス中に
水分が多量に存在することによって原料に含まれる水分
の蒸発が阻害され、原料の焼結効率が低下するという問
題を軽減することができる。その結果、成品全体の歩留
まりを向上させることができる。

【００１６】本発明の請求項３に記載の排ガス循環式焼
結装置は、請求項２において、前記第２のウィンドボッ
クスで回収され且つ前記焼結過程において前記原料に供
給される排ガスを冷却するための冷却手段をさらに備え
ていることを特徴とする。

【００１７】焼結過程で回収された排ガスを冷却し、低
温化することで、高温の排ガスの場合と比較して、原料
に対する単位時間送風量が増加する。多量のガスを原料
に供給することができるので、成品全体の歩留まりをさ
らに向上させることできる。

【００１８】本発明の請求項４に記載の排ガス循環式焼
結装置は、請求項２において、前記第１のウィンドボッ
クスによって回収されて前記熱交換手段によって熱交換
が行われた排ガスが、前記水分除去手段によって水分を
除去された後に焼結過程において前記原料に供給される
ように構成されていることを特徴とする。

【００１９】回収されて熱交換に利用された排ガスは、
熱交換前と比較して温度・熱エネルギー共に低下する。
このような低温度・低エネルギーの排ガスから水分を除
去することで、排ガス中の水分が原料に含まれる水分の
蒸発を阻害するという問題を軽減することができる。即
ち、熱交換のために利用された排ガスを、成品全体の歩
留まりを向上させるために利用することができる。

【００２０】本発明の請求項５に記載の排ガス循環式焼
結装置は、請求項３において、前記第１のウィンドボッ
クスによって回収されて前記熱交換手段によって熱交換
が行われた排ガスが、前記水分除去手段によって水分を
除去され且つ前記冷却手段によって冷却された後に焼結
過程において前記原料に供給されるように構成されてい
ることを特徴とする。

【００２１】上記構成によると、請求項４の効果に加
え、排ガスを冷却し、さらに低温化することで、高温の
排ガスの場合と比較して、原料に対する単位時間送風量
が増加する。多量のガスを原料に供給することができる
ので、成品全体の歩留まりをより向上させることが可能
である。

【００２２】本発明の請求項６に記載の排ガス循環式焼
結装置は、請求項２〜５のいずれか一項において、前記
焼結パレットによる前記原料の搬送経路に沿って配置さ
れており、前記焼結過程で発生する排ガスを回収する第
３のウィンドボックスと、前記第３のウィンドボックス
によって回収された排ガスが、前記点火炉よりも上流に
おいて焼結過程の開始前の前記原料に供給されるように
構成されていることを特徴とする。

【００２３】焼結過程で発生する排ガスは、大きな熱エ
ネルギーを有する。その排ガスを回収して焼結過程開始
前の原料に供給することで、排ガスの熱エネルギーを利
用して原料に含まれる水分を焼結過程の開始前に蒸発さ
せ、焼結過程で水分蒸発に費やされるエネルギーを減少
させることができる。これにより、原料上層部における
歩留まりを向上させることができ、成品全体のさらなる
歩留まり向上が期待できる。

【００２４】本発明の請求項７に記載の排ガス循環式焼
結装置は、請求項６において、前記第１のウィンドボッ
クスが前記焼結過程の後半で発生する排ガスを回収し、
前記第２のウィンドボックスが前記焼結過程の前半で発
生する排ガスを回収し、前記第３のウィンドボックスが
前記焼結過程の中間で発生する排ガスを回収すると共
に、前記第１のウィンドボックスによって回収された排
ガスと前記熱交換手段によって熱交換された空気が前記
焼結過程の前半において前記原料に供給され、前記第２
のウィンドボックスで回収された排ガスが前記焼結過程
の中間及び後半の少なくともいずれか一方において前記
原料に供給されるように構成されていることを特徴とす
る。

【００２５】ここで焼結過程の前半・中間・後半とは、
焼結過程において発生する排ガスの性質から区別される
ものである。焼結過程前半における排ガスは比較的多く
の水分を含み、焼結終了前の後半における排ガスは原料
下層部まで焼結が進んでいるため、焼結過程全体におい
て温度が比較的高い。焼結過程中間は、前半と後半との
間の段階を指す。本発明では、焼結パレットにおいて点
火炉より下流の長さを略３など分し、点火炉から下流方
向に、前半・中間・後半と定義する。

【００２６】上記構成によると、焼結過程全体において
温度が比較的高い焼結過程の後半で発生する排ガスを第
１のウィンドボックスで回収し、その大きな熱エネルギ
ーを利用して熱交換手段によって空気を効率良く昇温さ
せることができる。そして昇温された空気を焼結過程前
半の原料に供給することで、原料上層部から中層部にか
けての水分蒸発が促進され、焼結効率を効果的に向上さ
せることができる。

【００２７】焼結過程の前半で発生する排ガスは、常温
である中層から下層の原料の水分を蒸発させるために熱
エネルギーを奪われるので、焼結過程全体において温度
・熱エネルギー共に低い。この低温度・低エネルギーの
排ガスを水分除去手段によって水分を除去することで、
排ガスが多くの水分を含有することによって原料に含ま
れる水分の蒸発が阻害され、原料の焼結効率が低下する
という問題を軽減することができる。また、冷却手段に
よって排ガスを冷却することで、低温化して、高温の排
ガスの場合と比較して、原料に対する単位時間送風量が
増加する。また、排ガスを水分除去及び／又は冷却した
後焼結過程の中間及び後半の少なくともいずれか一方に
おいて原料に供給することで、特に焼結過程の後半にお
ける保熱指数が増加し、成品全体の歩留まりを向上させ
ることが可能である。

【００２８】また、さらに焼成過程の中間で発生する排
ガスを第３のウィンドボックスで回収し、それを焼結過
程の開始前の原料に供給することで、原料に含まれる水
分を焼結過程の開始前に蒸発させ、焼結過程で水分蒸発
に費やされるエネルギーを減少させることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図１を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実
施形態に係る排ガス循環式焼結装置を示す概略構成図で
ある。

【００３０】先ず、焼結鉱の原料１である疑似粒子は、
原料投入装置２によって連続的に焼結パレット３内に供
給され、厚さ略６００ｍｍの層状となって焼結パレット
３内に配置される。ここで原料１としては、例えば鉱石
に石灰石やコークス粒子を添加してバインダで粒子状に
固めた疑似粒子が用いられる。また、鉱石と石灰石やコ
ークス粒子とを接着するバインダとして水が用いられ
る。しかし焼結の際、このバインダとしての水分は、蒸
発するとき潜熱として発熱エネルギーの一部を奪うた
め、焼結効率を低下させる要因となる。そこで、パルプ
などの潜熱が水に比べて小さい簡易接着剤を水と共にバ
インダとして添加し、水分量を調節するのが好ましい。

【００３１】原料１が焼結パレット３内に積載された
後、原料投入側のスプロケット２０を図１に示す矢印方
向に回転させると、焼結パレット３内に層状に配置され
た原料１は低速度で排鉱部１６側へと搬送されていく。
点火炉４は、焼結パレット３によって搬送されている原
料１を上面から着火し、原料１の焼結過程を開始させ
る。そして焼結過程が進行すると共に、原料１の燃焼帯
は漸次上層部から下層部へと移行し、原料の成分などに
もよるが、全焼成過程は通常１５〜２５分程度で完了し
て、焼結鉱が完成する。

【００３２】焼結パレット３の原料搬送経路の上流から
下流に沿って、焼結過程で発生する排ガスを回収するた
めのウィンドボックス１０，１１，１２が配置されてい
る。これらウィンドボックスは、本実施形態においては
計４つ、焼結パレット３の下方に並設されている。

【００３３】なお、焼結パレット３の最上流に設けられ
たウィンドボックス９は、点火炉４よりも上流に位置し
ており、これにより回収された排ガスは、排ガス導入管
を通って、集塵機１７、脱硫装置１８、ブロア１５、及
び煙突１９を介して大気中へと排出される。その他３つ
のウィンドボックス１０，１１，１２は、点火炉４で焼
結過程が開始された後の下流側に設置されている。

【００３４】また、焼結パレット３内に排ガスや空気を
供給するものとして、複数のフード５，６，７，８が焼
結パレット３の原料搬送経路の上流から下流に沿って、
焼結パレット３上方に並設されている。

【００３５】なお、原料１の焼成過程とは、原料１が点
火炉４で着火されてから焼結が終了するまでの過程と定
義する。また焼成過程の前半・中間・後半とは、焼結過
程において発生する排ガスの性質から区別されるもので
ある。前半における排ガスは比較的多くの水分を含み、
焼結終了前の後半における排ガスは原料１下層部まで焼
結が進んでいるため、焼結過程全体において温度が比較
的高い。焼結過程中間は、前半と後半との間の段階を指
す。本実施形態においては、焼結パレット３において点
火炉４より下流の長さを略３等分し、点火炉から下流方
向に、前半・中間・後半と定義する。つまり本実施形態
では、焼結パレット３に沿って、焼成過程の前半にフー
ド６及びウィンドボックス１０、焼成過程の中間にフー
ド７及びウィンドボックス１１、焼成過程の後半にフー
ド８及びウィンドボックス１２が夫々設置されている。

【００３６】最も下流側に設置されたウィンドボックス
１２は、焼結過程の後半で発生する排ガスを回収する。
回収された排ガスは、熱交換手段としての熱交換器１３
によって、焼結過程の前半において原料１に供給される
空気との交換に利用され、空気を昇温させる。熱交換器
１３によって昇温された空気は、フード６から焼結パレ
ット３内に上方から送入され、焼結過程前半の原料１に
供給される。

【００３７】上記のようにウィンドボックス１２によっ
て回収され且つ熱交換に利用された排ガスは、点火炉４
より下流側第１番目に設置されたウィンドボックス１０
によって回収された焼結過程の前半で発生する排ガスと
混流され、共に水分除去手段及び冷却手段としての凝縮
器１４によって、水分除去及び冷却される。水分除去及
び冷却された排ガスは、ブロア１５を介して、フード
７，８から焼結パレット３内に上方から送入される。こ
れらフード７，８は、夫々焼結パレット３において焼結
過程の中間及び後半に相当する位置に設置されており、
これらによって焼結過程中間及び後半における原料１に
排ガスが供給される。

【００３８】また、焼結パレット３において、焼成過程
の中間に相当する位置に設置されているウィンドボック
ス１１は、焼結過程の中間で発生する排ガスを回収す
る。回収された排ガスは、点火炉４よりも上流側に位置
するフード５によって、上方から焼結パレット３内に送
入される。即ち、焼結過程中間において回収された排ガ
スは、焼結過程が開始する前の原料１に供給される。

【００３９】以上のように、焼結パレット３に設置した
フード５，６，７，８やウィンドボックス９，１０，１
１，１２を用い、焼結パレット３上方から空気や排ガス
を供給したり、下方からガスを回収したりしながら焼結
過程が進行する。そして焼結が終了した焼結鉱は、排鉱
部１６に投下される。

【００４０】本実施形態の排ガス循環式焼結装置３０
は、図１に示すように、焼結過程の後半で発生する排ガ
スをウィンドボックス１２で回収し、熱交換器１３によ
って焼結過程の前半に供給する空気を昇温する。焼結過
程の後半で発生する排ガスは原料１下層部まで焼結が進
んでいるため、焼結過程全体において温度が比較的高
い。この排ガスの持つ大きな熱エネルギーを利用して、
熱交換手段によって空気を効率良く昇温させることがで
きる。そして昇温した空気を焼結過程前半の原料１に供
給することで、原料１上層部から中層部にかけての水分
蒸発が促進され、焼結効率を効果的に向上させることが
できる。

【００４１】また、本実施形態の排ガス循環式焼結装置
３０は、ウィンドボックス１２によって回収され且つ熱
交換に利用された排ガスを、点火炉４より下流側第１番
目に設置されたウィンドボックス１０によって回収され
た焼結過程の前半で発生する排ガスと混流し、凝縮器１
４によって、水分除去及び冷却する。そして水分除去及
び冷却された排ガスを焼結過程中間及び後半において原
料１に供給する。ここで、熱交換に利用された排ガスは
熱交換前と比較して温度・熱エネルギー共に低下する。
一方、焼結過程の前半で発生する排ガスは、原料層の略
６０％が常温であり、且つ多くの水分を含有するため上
層から下層へ通過するときに多くの熱エネルギーを奪わ
れる。よって、焼結過程の前半で発生する排ガスはもま
た、焼結過程全体において温度・熱エネルギー共に低
い。そこで、これら低温・低エネルギーの排ガスを混流
し、凝縮器１４によって水分除去及び冷却した後、焼結
過程中間及び後半における原料１に供給することで、特
に焼結過程の後半における保熱指数が増加し、成品全体
の歩留まりを向上させることが可能となる。より具体的
には、凝縮器１４によって排ガスの水分が除去されるこ
とで、排ガスに含まれる水分が原料１に含まれる水分の
蒸発を阻害し、原料１の焼結効率を低下させるという問
題を軽減することができる。またさらに、凝縮器１４に
よって排ガスの温度が低下するので、ブロア１５などを
用いて焼結パレット３内の原料１に単位時間に送風でき
る量が、高温の場合に比べて増加する。このように多量
のガスを原料に供給するのは、成品全体の歩留まりを向
上させるのに効果的である。

【００４２】また、本実施形態の排ガス循環式焼結装置
３０は、焼結過程の中間で発生する排ガスをウィンドボ
ックス１１によって回収し、回収した排ガスを焼結過程
が開始する前の原料１に供給する。焼結過程の中間で発
生する熱エネルギーを有する排ガスを焼結過程の開始前
の原料１に供給することで、原料１に含まれる水分を焼
結過程の開始前に蒸発させ、焼結過程で水分蒸発に費や
されるエネルギーを減少させることができる。つまり、
焼結過程で発生する排ガスの持つ熱エネルギーを有効利
用し、原料１に含まれる水分量を焼結過程の開始前に低
減させることで、原料１上層部における歩留まりを向上
させることができ、成品全体のさらなる歩留まり向上を
期待することができる。

【００４３】なお、本発明に係る排ガス循環式焼結装置
は上記の形態に限定されるものではなく、以下のような
形態をとることもできる。 （１）本実施形態においては点火炉４から焼結パレット
３の終端にかけて３等分するようにフード６，７，８及
びウィンドボックス１０，１１，１２が３つずつ上方及
び下方に並設されているが、３つずつ並設されていない
場合はそれらを略３等分するようにして考える。こうす
ることで本発明による効果を良好に得ることが可能であ
る。 （２）本実施形態においてはフード５，６，７，８、ウ
ィンドボックス９，１０，１１，１２が夫々独立してい
るが、連結したものであってもよい。 （３）ウィンドボックス１２で回収され且つ熱交換器１
３で熱交換が行われた排ガスと、ウィンドボックス１０
で回収された排ガスとを混流させなくてもよい。つま
り、夫々をそのまま焼結パレット３内へ循環させてもよ
いし、凝縮器１４などを介して原料１に供給させてもよ
い。 （４）熱交換器１３で熱交換に利用される排ガスは、ウ
ィンドボックス１２から回収されたものに限定されな
い。燃焼過程で発生する大きな熱エネルギーを有する排
ガスであれば、ウィンドボックス１０，１１などから回
収されたものであってもよい。 （５）本実施形態の凝縮器１４は、水分除去機能及び冷
却機能を有するが、凝縮器１４の代わりとして、水分除
去機能又は冷却機能のみ有する機器を用いてもよい。た
だし、水分除去機能のみを有する機器を用いる場合は、
排ガス温度を下げることによる送風量増加の効果が得ら
れず、冷却機能のみを有する機器を用いる場合は、排ガ
スを水分除去することによる原料１の水分蒸発阻害を抑
制する効果が得られない。また、凝縮器１４を用いず、
即ち回収された排ガスの水分除去及び冷却共に行わず、
そのまま排ガスを原料１に供給してもよいが、この場
合、焼結効率を下げてしまう場合がある。 （６）点火炉４よりも上流側に位置するフード５を設け
なくてもよいが、焼結効率を高めるには設けるのが効果
的である。また、フード５から原料１に供給される排ガ
スは、ウィンドボックス１１で回収されたものに限定さ
れず、ウィンドボックス１０，１２で回収されたもので
あってもよい。 （７）熱交換器１３及び冷却器１４を適宜排ガス循環経
路に設けてよい。例えば、焼結過程の中間や後半におい
ても原料１に空気を供給し、その空気を熱交換器１３に
よって昇温させてよい。 （８）ブロア１５、流量調整弁などを適宜必要に応じて
必要な個所に設けてよい。

【００４４】

【実施例】以下、本発明に係る排ガス循環式焼結装置を
検証するために行った実験について述べる。図２は、従
来技術による排ガス循環式焼結装置と上記本発明の一実
施形態における排ガス循環式焼結装置１０とにおける原
料焼成時間と温度との関係を示す。図３は、従来技術に
よる排ガス循環式焼結装置と上記本発明の一実施形態に
係る排ガス循環式焼結装置１０とにおける保熱指数を示
す。

【００４５】先ず図２に関しては、焼結パレット３内に
原料１を略６００ｍｍの層状に積層して焼成し、原料１
層の表面から１００ｍｍ，２００ｍｍ，３００ｍｍ，４
００ｍｍ，５００ｍｍと、上層から下層へかけて１００
ｍｍ毎の位置における温度分布を調べた。Ｘ軸は焼成時
間、Ｙ軸は焼成温度であり、実線が本発明に係る排ガス
循環式焼結装置、破線が従来技術による排ガス循環式焼
結装置における結果を示す。

【００４６】図２に示すように、原料１層表面から１０
０ｍｍ，２００ｍｍ，３００ｍｍの位置におけるＹ軸の
焼成温度分布の範囲は、本発明に係る排ガス循環式焼結
装置の方が従来技術のものよりも広い。このことから、
本発明に係る排ガス循環式焼結装置によると、原料１上
層部から中層部の焼結効率が向上することが判る。これ
は、本発明において熱交換器１３によって昇温された空
気を焼結過程前半の原料１に供給するためであると考え
られる。

【００４７】また前述のように、本発明では点火前の原
料１上層部の水分蒸発を促進するため、原料装入から点
火までの間の原料１に排ガスを供給する。よって焼結過
程開始前の原料１に排ガスの余剰熱を付与された領域が
存在することになるので、従来のものと比べて焼成が遅
れる。しかしながら、排ガスの熱エネルギーによって原
料１に含まれる水分が焼結過程開始前に除去されるため
焼結効果が高まり、焼成終了時間は従来のものとほぼ同
じである。例えば、表面から５００ｍｍの位置に関する
結果に示されているように、原料１における燃焼帯が下
層部まで到達したときの焼成時間は、従来のものと本発
明によるものとは同程度である。つまり、結果的には燃
焼時間に基づく生産性は悪化していないといえる。

【００４８】次いで、図３に示すように、保熱指数に関
しては、本発明に係る排ガス循環式焼結装置の方が従来
技術によるものと比較して略６％増加した。これは、本
発明において回収した排ガスを凝縮器１４などによって
水分除去するためであると考えられる。またさらに、凝
縮器１４などによる冷却作用によって排ガスを低温化す
ることで、原料１に供給する送風量を増加させることが
できるためであると考えられる。また上述のように、保
熱指数の増加は成品全体の歩留まり向上を意味する。

【００４９】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成される
ので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５０】焼結過程で発生する大きな熱エネルギーを
有する排ガスを回収し、熱交換手段によって空気を昇温
し、焼結過程において高温の空気を原料に供給すること
で、原料上層部から中層部にかけての水分蒸発を促進
し、焼結効率を向上させる。

【００５１】また、焼結過程で回収された排ガス中に含
まれる水分を除去し、その後原料に供給するため、排ガ
ス中に水分が多量に存在することによって原料に含まれ
る水分の蒸発が阻害され、原料の焼結効率が低下すると
いう問題を軽減することができる。

【００５２】また、焼結過程で回収された排ガスを冷却
し、低温化することで、高温の排ガスの場合と比較し
て、原料に対する単位時間送風量を増加させることがで
きる。

【００５３】また、焼結過程で発生する大きな熱エネル
ギーを有する排ガスを回収して焼結過程開始前の原料に
供給することで、原料に含まれる水分を焼結過程の開始
前に蒸発させ、焼結過程で水分蒸発に費やされるエネル
ギーを減少させることができる。

【００５４】また、以上の処理を焼結過程において組み
合わせて行うことにより、成品全体における歩留まりを
効果的に向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る排ガス循環式焼結装
置を示す概略構成図である

【図２】従来技術による排ガス循環式焼結装置と本発明
の一実施形態に係る排ガス循環式焼結装置とにおける原
料焼成時間と温度との関係を示すグラフである。

【図３】従来技術による排ガス循環式焼結装置と本発明
の一実施形態に係る排ガス循環式焼結装置とにおける保
熱指数を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 原料 ２ 原料投入装置 ３ 焼結パレット ４ 点火炉 ５，６，７，８ フード ９ ウィンドボックス １０ ウィンドボックス（第２のウィンドボックス） １１ ウィンドボックス（第３のウィンドボックス） １２ ウィンドボックス（第１のウィンドボックス） １３ 熱交換器（熱交換手段） １４ 凝縮器（水分除去手段・冷却手段） １５ ブロア １６ 排鉱部 １７ 集塵機 １８ 脱硫装置 １９ 煙突 ２０ スプロケット ３０ 排ガス循環式焼結装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼結鉱の原料を搬送する焼結パレット
   と、 前記焼結パレットによって搬送されている前記原料の焼
   結過程を開始させる点火炉と、 前記焼結パレットによる前記原料の搬送経路に沿って配
   置されており、前記焼結過程で発生する排ガスを回収す
   る第１のウィンドボックスと、 前記焼結過程において前記原料に供給される空気と、前
   記第１のウィンドボックスによって回収された排ガスと
   の熱交換を行うための熱交換手段とを備えていることを
   特徴とする排ガス循環式焼結装置。
2. 【請求項２】 前記焼結パレットによる前記原料の搬送
   経路に沿って配置されており、前記焼結過程で発生する
   排ガスを回収する第２のウィンドボックスと、 前記第２のウィンドボックスで回収され且つ前記焼結過
   程において前記原料に供給される排ガスから水分を除去
   するための水分除去手段とをさらに備えていることを特
   徴とする請求項１に記載の排ガス循環式焼結装置。
3. 【請求項３】 前記第２のウィンドボックスで回収され
   且つ前記焼結過程において前記原料に供給される排ガス
   を冷却するための冷却手段をさらに備えていることを特
   徴とする請求項２に記載の排ガス循環式焼結装置。
4. 【請求項４】 前記第１のウィンドボックスによって回
   収されて前記熱交換手段によって熱交換が行われた排ガ
   スが、前記水分除去手段によって水分を除去された後に
   焼結過程において前記原料に供給されるように構成され
   ていることを特徴とする請求項２に記載の排ガス循環式
   焼結装置。
5. 【請求項５】 前記第１のウィンドボックスによって回
   収されて前記熱交換手段によって熱交換が行われた排ガ
   スが、前記水分除去手段によって水分を除去され且つ前
   記冷却手段によって冷却された後に焼結過程において前
   記原料に供給されるように構成されていることを特徴と
   する請求項３に記載の排ガス循環式焼結装置。
6. 【請求項６】 前記焼結パレットによる前記原料の搬送
   経路に沿って配置されており、前記焼結過程で発生する
   排ガスを回収する第３のウィンドボックスと、 前記第３のウィンドボックスによって回収された排ガス
   が、前記点火炉よりも上流において焼結過程の開始前の
   前記原料に供給されるように構成されていることを特徴
   とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の排ガス循環
   式焼結装置。
7. 【請求項７】 前記第１のウィンドボックスが前記焼結
   過程の後半で発生する排ガスを回収し、前記第２のウィ
   ンドボックスが前記焼結過程の前半で発生する排ガスを
   回収し、前記第３のウィンドボックスが前記焼結過程の
   中間で発生する排ガスを回収すると共に、 前記第１のウィンドボックスによって回収された排ガス
   と前記熱交換手段によって熱交換された空気が前記焼結
   過程の前半において前記原料に供給され、前記第２のウ
   ィンドボックスで回収された排ガスが前記焼結過程の中
   間及び後半の少なくともいずれか一方において前記原料
   に供給されるように構成されていることを特徴とする請
   求項６に記載の排ガス循環式焼結装置。