JP2004131772A - 冷却機への焼結鉱供給方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】焼結鉱の高温による劣化、損傷を防止しつつ、冷却機に安定して焼結鉱を供給でき、冷却機を長時間安定して効率的に行うことができる冷却機への焼結鉱供給方法及び装置を提供すること。
【解決手段】冷却機４０内でトラフ４２の上方から下方へ冷却用空気が流れており、焼結鉱をこの冷却機４０のトラフ４２上に供給するシュート３０において、案内面３４へ焼結鉱を直接落下させ、案内面３０はトラフ４２の進行方向上流側から下流側へ斜め下方に傾斜させ、この案内面３０の傾斜角度を焼結鉱の安息角よりも大きくし、トラフ４２上に供給された焼結鉱の粒度を偏析させる。
【選択図】 図１
【解決手段】冷却機４０内でトラフ４２の上方から下方へ冷却用空気が流れており、焼結鉱をこの冷却機４０のトラフ４２上に供給するシュート３０において、案内面３４へ焼結鉱を直接落下させ、案内面３０はトラフ４２の進行方向上流側から下流側へ斜め下方に傾斜させ、この案内面３０の傾斜角度を焼結鉱の安息角よりも大きくし、トラフ４２上に供給された焼結鉱の粒度を偏析させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、破砕機で焼結ケーキを破砕して得られる焼結鉱を、冷却機へ供給する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉へ供給される原料の１つである焼結鉱は、一般的に下方吸引式のドワイトロイド式焼結機を用いて工業的規模で製造されている（例えば、特許文献１を参照）。図４に示すように、ドワイトロイド式焼結機１２は、循環連鎖状に連結されて循環移動するパレット１４、ドラムミキサー１０において焼結原料から造粒された擬似粒子をパレット１４に供給する原料供給装置１６、パレット１４上の擬似粒子に着火する点火炉１８、パレット１４に被さって形成された焼結機２０、焼結機２０内で下方に空気を吸引する排風機２２を備える。
【０００３】
焼結原料は、１０ｍｍ程度以下の粒径とした鉄鉱石と、珪石、蛇紋岩、ニッケルスラグ等のＳｉＯ２を含有する第１の副原料、石灰石等のＣａＯを含有する第２の副原料、粉コークス等の固体燃料とからなる。ドラムミキサー１０において、これらの焼結原料に適当な水分を添加して、擬似粒子と呼ばれる造粒物を造粒する。
【０００４】
この擬似粒子を原料供給装置１６によってドワイトロイド式焼結機１２のパレット１４上へ適切な厚さとなるように供給する。そして、点火炉１８においてパレット１４上の擬似粒子の表層部に存在する固体燃料に着火する。着火した擬似粒子は焼結機２０内に維持されており、焼結機２０内の空気が排風機２２により下方に吸引され、焼結機２０内で擬似粒子中の固体燃料が燃焼する。この固体燃料の燃焼熱によって、擬似粒子内の鉄鉱石、第１の副原料及び第２の副原料は焼結し焼結ケーキとなる。
【０００５】
焼結ケーキはパレット１４から取り出され、破砕機２４に送られ破砕されて焼結鉱となる。この焼結鉱は約６００℃と熱いので、冷却機４０によって約２００℃に冷却される。冷却機４０は内部にトラフ４２を有し、破砕機２４によって破砕された焼結鉱が焼結鉱供給口４４からトラフ４２の上に供給される。そして、トラフ４２はその上に焼結鉱をのせたまま冷却機４０内を移動する。冷却機４０内には冷却用空気が流されており、トラフ４２上の焼結鉱はこの冷却用空気と接触して冷却される。
【０００６】
冷却された焼結鉱は焼結鉱出口４６から冷却機４０の外へ取り出され、図示しないパンフィーダーによってベルトコンベヤ６０に移される。そして、ベルトコンベヤ６０で運ばれた焼結鉱を製粒し、一定の粒径以上の大きさを有する焼結鉱を得る。なお、一定の粒径よりも小さな焼結鉱は返鉱として焼結原料に戻される。以下、これまで説明した焼結鉱の製造方法を「第１の先行技術」という。
【０００７】
第１の先行技術によって製造される焼結鉱の生産性は、主に擬似粒子中の固体燃料の燃焼速度に依存し、この燃焼速度はドワイトロイド式焼結機１２の焼結機２０内の空気の通過風量によって決定される。これまで、ドラムミキサー１０による擬似粒子の造粒方法やドワイトロイド式焼結機１２への擬似粒子の供給方法に対して様々な改善が施され、ドワイトロイド式焼結機１２の焼結ケーキの生産能力は大きく向上している。
【０００８】
しかしながら、冷却機４０の冷却処理能力は改善されておらず、ドワイトロイド式焼結機１２の生産能力に追いついていない。したがって、ドワイトロイド式焼結機１２の生産能力を最大限に発揮させることが困難であるという問題があった。冷却機４０の冷却処理能力が不足したままで、ドワイトロイド式焼結機１２をフル稼働させると、冷却機４０を出た焼結鉱が充分に冷却されず、冷却機４０から出た焼結鉱を搬送するベルトコンベヤ６０に熱による損傷を与えることとなり適切ではない。
【０００９】
参考のために、冷却機から排出される冷却用空気の温度と、冷却機により冷却処理される焼結鉱の冷却処理率との関係の一例を図５に示す。図５の縦軸には焼結鉱の冷却を終えて冷却機から排出される冷却用空気の温度をとり、横軸には焼結鉱の冷却処理率をとった。図５より、冷却用空気の出口側温度は焼結鉱の冷却処理率に比例して上昇しており、冷却処理能力を超えた冷却機の稼動が適切ではないことがわかる。
【００１０】
この第１の先行技術が有する問題を解決するために、図６に示すように、冷却機４０の内部を排熱回収ゾーン４８と冷却ゾーン５０とに分け、排熱回収ゾーン４８で焼結鉱の熱を回収した後、冷却ゾーン５０の入口において散水装置６２ａから焼結鉱に散水して強制冷却し、さらに、冷却ゾーン５０内で冷却用空気により焼結鉱を冷却することが可能である。また、冷却機４０を出た焼結鉱を搬送するベルトコンベヤ６０上で散水装置６２ｂにより焼結鉱に散水し強制冷却することも可能である。なお、以下、この散水により焼結鉱を強制冷却する方法を「第２の先行技術」という。
【００１１】
しかし、第２の先行技術を用いて高温の焼結鉱に散水し強制冷却すると、焼結鉱に亀裂が生じ、焼結鉱の還元粉化性指数（ＲＤＩ）や冷間強度の劣化が著しく、次工程である高炉操業に多大な悪影響を及ぼすこととなる。参考のために、図７に焼結鉱を約３０℃の水中で冷却したときの、冷却前の焼結鉱の温度と還元粉化性指数の関係を示す。図７の縦軸には還元粉化性指数をとり、横軸には冷却前の焼結鉱の温度をとった。図７より、冷却前の焼結鉱の温度が２００℃の場合、水中冷却により還元粉化性指数が４４％から３０％まで大きく劣化していることがわかる。
【００１２】
そこで、この第２の先行技術が有する問題を解決するために、以下に説明する冷却機への焼結鉱供給装置としてのシュートがある（例えば、非特許文献１を参照）。なお、以下、このシュートを「第３の先行技術」という。図８に示すように、破砕機により破砕された焼結鉱を冷却機４０のトラフ４２上へ供給するシュート３０がある。シュート３０はその上部に横断面が四角形の筒部３２を有し、筒部３２の上側には図示しない破砕機から落下してくる焼結鉱を受け入れ可能に開口している。また、シュート３０の下部には案内面３４が形成されている。この案内面３４はトラフ４２の進行方向の上流側から下流側に向かって下方に傾斜しており、案内面３４の下端がシュートの出口３６をなしてトラフ４２の上方で開口している。さらに、筒部３２内には傾斜した邪魔板３８が形成してあり、前記破砕機から邪魔板３８上へ落下した焼結鉱は邪魔板３８を滑落し、邪魔板３８の下端から案内面３４の上端に落下し、さらに、案内面３４に沿って滑落し、シュート出口３６を出た焼結鉱はトラフ４２上に堆積する。
【００１３】
焼結鉱が邪魔板３８を滑落する際、パーコレーション現象によって、焼結鉱の流れの中で粗粒が上側に移動し、細粒が下側に移動して、焼結鉱の粒度が偏析した状態になる。さらに、邪魔板３８から案内面３４に落下した焼結鉱は、上側に細粒が存在し下側に粗粒が存在する状態となって、案内面３４上を滑落する。そして、焼結鉱の粗粒がトラフ４２の進行方向の上流側でトラフ４２上に先にシュート出口３６から落下して堆積する。さらに、この先に堆積した焼結鉱の粗粒の上に、焼結鉱の細粒がトラフ４２の進行方向の下流側でシュート出口３６から落下して堆積する。トラフ４２上に堆積する焼結鉱は、その上層に焼結鉱の細粒が存在し、下層に焼結鉱の粗粒が存在し、粒度が偏析した状態になっている。
【００１４】
そして、トラフ４２上に堆積した焼結鉱はトラフ４２とともに冷却機４０内を移動し、冷却機４０内でトラフ４２の下方から上方へ流れる冷却用空気によって、トラフ４２上の焼結鉱は冷却される。このとき、焼結鉱の内部の伝熱抵抗のために、粗粒の焼結鉱は冷却されにくく、細粒の焼結鉱は冷却されやすい。したがって、冷却されにくい焼結鉱の粗粒が、焼結鉱の細粒よりも先に冷却用空気と接触して冷却され、冷却機４０内で焼結鉱は効率的に冷却される。
【００１５】
また、図９に示すように、図示しない破砕機と冷却機４０の間に、焼結鉱供給装置としてのホッパ６４を設け、冷却機４０で焼結鉱を冷却する方法もある（例えば、特許文献２を参照）。なお、以下、このホッパを焼結鉱供給装置として用いる方法を「第４の先行技術」という。この方法においては、ホッパ６４の出口側に分割ゲート６６を設け、冷却機４０への焼結鉱の供給量をトラフ４２の幅方向で変化させ、トラフ４２上で焼結鉱の粒度を偏析させた状態とし、冷却機４０で焼結鉱を冷却する効率を高めている。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００２―１２１６２１号公報（第２〜３頁、第２図）
【特許文献２】
特開平６―２２８６６５号公報（第２〜４頁、第１図）
【非特許文献１】
「１９９９ Ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ」、Ｉｒｏｎ ＆ Ｓｔｅｅｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ（アメリカ）発行、１９９９年、第５３３頁
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示す第３の先行技術に係るシュート３０においては、約６００℃の高温となっている焼結鉱が邪魔板３８及び案内面３４と衝突する。このため、焼結鉱供給装置としてのシュート３０が焼結鉱の高温のために劣化したり損傷したりしやすくなり、シュート３０を安定して稼動させることが困難となる問題がある。
【００１８】
また、邪魔板３８上で粒度を偏析させた焼結鉱を案内面３４に落とし、案内面３４上で焼結鉱の細粒を上層側に存在させ、粗粒を下層側に存在させて、細粒と粗粒の位置関係の上下を邪魔板３８上と案内面３４上との間で反転させている。しかし、案内面３４上をこの反転した状態の焼結鉱が滑落する途中で、焼結鉱の細粒が上側から下側の粗粒の間に流れ込み、案内面３４上における焼結鉱の粒度が偏析した状態が乱れ、トラフ４２上における焼結鉱の粒度が偏析した状態も乱れやすくなっている。このため、冷却機４０において効率的で安定した冷却効率を得ることができないという問題もある。
【００１９】
さらに、図９に示す第４の先行技術に係る方法においては、焼結鉱供給装置としてのホッパ６４が約６００℃の高温となっている焼結鉱と接触することとなり、ホッパ６４が焼結鉱の高温のために劣化したり損傷したりしやすくなり、ホッパ６４を安定して稼動させることが困難となる問題がある。
また、トラフ４２上での焼結鉱の粒度の偏析はトラフ４２の幅方向に生じるため、焼結鉱を均一に冷却することが困難となる。したがって、冷却機４０において効率的で安定した冷却効率を得ることができないという問題もある。
【００２０】
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、焼結鉱供給装置が焼結鉱の高温により劣化、損傷することを少なくすることができ、冷却機に安定して高温の焼結鉱を供給することができ、冷却機による焼結鉱の冷却を長時間安定して効率的に行うことができる冷却機への焼結鉱供給方法及び装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明は、焼結ケーキを破砕機で破砕して焼結鉱とし、この焼結鉱を冷却機のトラフ上へシュートを介して供給し、前記トラフ上の供給された焼結鉱を、前記トラフの上方から下方へ流れる冷却用空気によって冷却するに際して、前記シュートは前記トラフの進行方向の上流側から下流側に向かって斜め下方に傾斜する案内面を有しており、焼結鉱を前記トラフの進行方向上流側にある当該案内面上の上端に前記破砕機から落下させ、この落下した焼結鉱を前記案内面沿いに滑落させ、この滑落した焼結鉱を前記トラフの進行方向下流側にある前記案内面の下端より前記トラフ上に供給するとともに、前記案内面の傾斜角度を焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度とし、前記トラフ上の供給された焼結鉱の粒度を偏析させる冷却機への焼結鉱供給方法である。
【００２２】
請求項１の発明によると、破砕機で焼結ケーキを破砕して得られた焼結鉱は、シュートへ供給されては案内面の上端に落下し、案内面上を滑落して、トラフ上に供給されるだけなので、シュートは高温の焼結鉱と案内面において１回衝突するだけであり、シュートが高温の焼結鉱と繰り返し衝突して劣化したり損傷したりすることが防止される。
【００２３】
また、パーコレーション現象によって、シュートの案内面上で焼結鉱は粗粒が上側に移動し、細粒が下側に移動して粒度が偏析した状態のまま、トラフ上に焼結鉱は供給される。したがって、トラフ上においてトラフの進行方向の上流側で先に焼結鉱の細粒が堆積し、トラフの進行方向の下流側で焼結鉱の細粒の上に後から焼結鉱の粗粒が堆積する。また、シュート内で焼結鉱の細粒と粗粒の位置関係の上下を反転させてはおらず、粒度が偏析した状態が乱されることもない。
【００２４】
そして、トラフの上方から下方へ流れる冷却用空気によって焼結鉱の粗粒が、焼結鉱の細粒よりも先に冷却用空気と接触して冷却され、冷却機内で焼結鉱は効率的に冷却される。
請求項２の発明は、焼結ケーキを破砕機で破砕して得られる焼結鉱を、冷却機のトラフ上に供給するシュートからなる供給装置であって、前記冷却機は上方から下方へ流れる冷却用空気によって前記トラフ上の焼結鉱を冷却する構成を備えており、前記シュートは前記トラフの進行方向上流側から下流側に向かって斜め下方に傾斜する案内面を有し、当該案内面の傾斜角度は焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度に形成されており、焼結鉱が、前記破砕機から前記トラフの進行方向上流側にある前記案内面上の上端へ落下する構成を備える冷却機への焼結鉱供給装置である。
【００２５】
請求項２の発明により、請求項１に記載の発明が実施される。また、案内面の傾斜角度を焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度とすることで、焼結鉱は案内面上を円滑に滑落する。
なお、焼結鉱の安息角の大きさは２５°である。
請求項３の発明は、焼結ケーキを破砕機で破砕して焼結鉱とし、この焼結鉱を冷却機のトラフ上へシュートを介して供給し、前記トラフ上の供給された焼結鉱を、前記トラフの下方から上方へ流れる冷却用空気によって冷却するに際して、前記シュートは前記トラフの進行方向の下流側から上流側に向かって斜め下方に傾斜する案内面を有しており、焼結鉱を前記トラフの進行方向下流側にある当該案内面上の上端に前記破砕機から落下させ、この落下した焼結鉱を前記案内面沿いに滑落させ、この滑落した焼結鉱を前記トラフの進行方向上流側にある前記案内面の下端より前記トラフ上に供給するとともに、前記案内面の傾斜角度を焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度とし、前記トラフ上の供給された焼結鉱の粒度を偏析させる冷却機への焼結鉱供給方法である。
【００２６】
請求項３の発明によると、破砕機で焼結ケーキを破砕して得られた焼結鉱は、シュートへ供給されて案内面の上端に落下し、案内面上を滑落して、トラフ上に供給されるだけなので、シュートは高温の焼結鉱と案内面において１回衝突するだけであり、シュートが高温の焼結鉱と繰り返し衝突して劣化したり損傷したりすることが防止される。
【００２７】
また、パーコレーション現象によって、シュートの案内面上で焼結鉱は粗粒が上側に移動し、細粒が下側に移動して粒度が偏析した状態のまま、トラフ上に焼結鉱は供給される。したがって、トラフ上においてトラフの進行方向の上流側で先に焼結鉱の粗粒が堆積し、トラフの進行方向の下流側で焼結鉱の粗粒の上に後から焼結鉱の細粒が堆積する。また、シュート内で焼結鉱の細粒と粗粒の位置関係の上下を反転させてはおらず、粒度が偏析した状態が乱されることもない。
【００２８】
そして、トラフの下方から上方へ流れる冷却用空気によって焼結鉱の粗粒が、焼結鉱の細粒よりも先に冷却用空気と接触して冷却され、冷却機内で焼結鉱は効率的に冷却される。
請求項４の発明は、焼結ケーキを破砕機で破砕して得られる焼結鉱を、冷却機のトラフ上に供給するシュートからなる供給装置であって、前記冷却機は下方から上方へ流れる冷却用空気によって前記トラフ上の焼結鉱を冷却する構成を備えており、前記シュートは前記トラフの進行方向下流側から上流側に向かって斜め下方に傾斜する案内面を有し、当該案内面の傾斜角度は焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度に形成されており、焼結鉱が、前記破砕機から前記トラフの進行方向下流側にある前記案内面上の上端へ落下する構成を備える冷却機への焼結鉱供給装置である。
【００２９】
請求項４の発明により、請求項３に記載の発明が実施される。また、案内面の傾斜角度を焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度とすることで、焼結鉱は案内面上を円滑に滑落する。
なお、焼結鉱の安息角の大きさは２５°である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１を参照して本実施の形態の構成を説明する。
図１に示すように、従来あるものと同様の構成を備えるドワイトロイド式焼結機１２があり、図示しないドラムミキサーによって焼結原料から造粒された擬似粒子を焼結ケーキに焼成可能な構成を有している。そして、ドワイトロイド式焼結機１２の下手に、従来あるものと同様の構成を備える破砕機２４があり、破砕機２４はドワイトロイド式焼結機１２から供給された焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする構成を有している。さらに、破砕機２４の下手にシュート３０が設けられており、このシュート３０が後述する冷却機４０へ焼結鉱を供給する焼結鉱供給装置をなしている。
【００３１】
シュート３０はその上部に横断面が四角形の筒部３２を有し、筒部３２の上側は破砕機２４から焼結鉱を受け入れ可能に開口しており、シュート３０の底部には案内面３４が形成されている。シュート３０内部は中空となっており、シュート３０上部の開口からシュート３０内へ入った焼結鉱は直接に案内面３４上の上端へ落下する構成となっている。
【００３２】
案内面３４は冷却機４０のトラフ４２の進行方向の上流側から下流側へ向かって斜め下方に傾斜しており、案内面３４の下端にあるシュート出口３６は、トラフ４２の面よりも高い位置において、トラフ４２の進行方向の下流側に向かって開口している。そして、案内面３４の傾斜角θの大きさは焼結鉱の安息角である２５°よりも大きな角度となっている。
【００３３】
そして、シュート３０の下手に冷却機４０がある。この冷却機４０には内部を循環移動する幅広のベルト状をなすトラフ４２を設けてある。また、トラフ４２はメッシュ状をなして冷却用空気がトラフ４２を通過可能になっている。さらに、冷却機４０には焼結鉱供給口４４と図示しない焼結鉱出口とが形成してある。この焼結鉱供給口４４にシュート３０の先端が入り込んでおり、シュート出口３６はトラフ４２の真上に位置している。そして、シュート出口３６の真下にあるトラフ４２は冷却機４０の内部を移動して前記焼結鉱出口まで移動し、再び、シュート３０のシュート出口３６の真下まで戻ってくる構成となっている。
【００３４】
また、冷却機４０は図示しない送風機を備えており、この送風機によって冷却機４０内に外部から冷却用空気が取り込まれる構成となっている。この冷却用空気は冷却機４０内で焼結鉱供給口４４から前記焼結鉱出口まで移動するトラフ４２に対して、連続してトラフ４２の上方から下方に向けて流されており、焼結鉱を冷却し終えた冷却用空気は冷却機４０の外部へ排出される構成となっている。
【００３５】
さらに、冷却機４０の下手には図示しないベルトコンベヤがあり、このベルトコンベヤは冷却機４０の前記焼結鉱出口と図示しないパンフィーダによってつながれている。なお、これらのベルトコンベヤ及びパンフィーダは従来あるものと同様の構成を有する。
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
【００３６】
ドワイトロイド式焼結機１２は、前記ドラムミキサーから擬似粒子の供給を受け、擬似粒子の固体燃料を燃焼させ、焼結ケーキが製造される。この焼結ケーキはドワイトロイド式焼結機１２から破砕機２４に供給され、破砕機２４が焼結ケーキを破砕し、焼結鉱が得られる。なお、破砕機２４の破砕により得られた焼結鉱は、ドワイトロイド式焼結機１２で焼結されたときの熱を殆ど失っておらず、約６００℃の高温状態にある。
【００３７】
そして、破砕機２４から高温の焼結鉱がシュート３０へ供給される。焼結鉱はシュート３０の筒部３２の上側にある開口よりシュート３０内へ落下して入る。シュート３０内へ落下した焼結鉱は、シュート３０の底部にある案内面３４の上端の上に直接落下し、受け止められる。案内面３４の傾斜角θは焼結鉱の安息角である２５°よりも大きな角度となっており、案内面３４は下方へ向かって傾斜しているので、焼結鉱は案内面３４に堆積することはなく、案内面３４に沿って滑落する。
【００３８】
焼結鉱が案内面３４上を滑落するのに伴って、焼結鉱の流れの中でパーコレーション現象を生じ、細粒の焼結鉱は案内面３４に向かって流れの中で下層側に移動し、案内面３４にくっつきやすくなる。また、粗粒の焼結鉱は焼結鉱の流れの中で上層側へ移動し、そのまま転がって滑落していく。このため、案内面３４の下端のシュート出口３６まで焼結鉱が案内面３４上を滑落してくると、焼結鉱は粒度にしたがって分けられており、粗粒が上側に存在し細粒が下方に存在する状態となって粒度が偏析している。そして、案内面３４を滑落した焼結鉱はシュート出口３６から冷却機４０のトラフ４２上に落下する。
【００３９】
したがって、シュート３０内で高温の焼結鉱は１回だけしかシュート３０と衝突せず、高温の焼結鉱が滑落するのは案内面３４上だけなので、高温の焼結鉱がシュート３０と接触する時間は短く、シュート３０が焼結鉱の高温によって劣化したり損傷したりすることが防止されている。
案内面３４はトラフ４２の進行方向の上流側から下流側に向かって下方に傾斜しており、シュート出口３６はトラフ４２の進行方向の下流側に向いているので、トラフ４２の進行方向の上流側において、焼結鉱の細粒がトラフ４２上に先に堆積して下流側へ向かって移動し、トラフ４２の進行方向の下流側において、焼結鉱の粗粒が先に堆積している焼結鉱の細粒の上に堆積する。したがって、冷却機４０内を移動するトラフ４２上の焼結鉱は、細粒が下側に存在し、粗粒が上方に存在する状態で粒度が偏析している。
【００４０】
冷却機４０内でトラフ４２は焼結鉱を上にのせたまま焼結鉱供給口４４から前記焼結鉱出口まで移動する。この移動中に、冷却用空気がトラフ４２の上方から下方に向かって流されており、まず、冷却用空気は焼結鉱の粗粒の間を通り抜け、それから焼結鉱の細粒の間を通り抜け、最後にトラフ４２のメッシュ隙間を通過する。すなわち、内部の伝熱抵抗のために冷却されにくい粗粒の焼結鉱が先に冷却用空気と接触して冷却され、その後で、冷却されやすい細粒の焼結鉱が冷却される。したがって、冷却機４０内で焼結鉱は効率的に冷却されることとなる。
【００４１】
トラフ４２上の焼結鉱を冷却し、焼結鉱の熱によって高温となった冷却用空気は冷却機４０から外部へ排出される。そして、トラフ４２上の焼結鉱は、前記焼結鉱出口まで移動する間に、約２００℃まで冷却されている。この冷却機４０内での焼結鉱の冷却は空気冷却であり散水による冷却ではないので、冷却された焼結鉱の還元粉化性指数や冷間強度が著しく劣化することは防止され、高炉操業に悪影響を及ぼすことも防止されている。
【００４２】
そして、冷却機４０の前記焼結鉱出口から焼結鉱が前記パンフィーダを介して前記ベルトコンベヤへ移される。上に載せていた焼結鉱を取り除かれたトラフ４２は冷却機４０内を循環して焼結鉱供給口４４まで戻り、再びシュート３０より焼結鉱の供給を受ける。
また、前記ベルトコンベヤに移された焼結鉱は製粒されて一定の粒径以上の大きさを有する焼結鉱となる。なお、一定の粒径よりも小さな焼結鉱は返鉱として焼結原料に戻される。
【００４３】
したがって、シュート３０を使用して冷却機４０に焼結鉱を供給することによって、ドワイトロイド式焼結機１２により焼結された際の熱が残って高温の状態にある焼結鉱が、シュート３０を劣化させたり、損傷させたりすることが防止される。
また、粒度を適切に偏析させた状態にある焼結鉱を、冷却機４０のトラフ４２上に供給することができ、冷却機４０内で焼結鉱は効率的に冷却されることとなる。
【００４４】
次に、本実施の形態に係るシュート３０により冷却機４０のトラフ４２上へ焼結鉱を供給する場合（本発明例）と、破砕機２４から冷却機４０のトラフ４２上へ焼結鉱の粒度を偏析させることなく供給する場合（比較例）とで、冷却機４０から排出される冷却用空気の温度を測定し比較した結果を図２に示す。図２の縦軸には冷却機４０から排出される冷却用空気の温度をとり、横軸には焼結鉱の冷却処理率をとった。
【００４５】
図２より、同一の焼結鉱の冷却処理率において、冷却機４０から排出される冷却用空気の温度は本発明例のほうが比較例よりも約３０℃低いことがわかる。したがって、本実施の形態に係るシュート３０を用いることで、冷却機４０でより効率的に焼結鉱の冷却を行えることが確認された。
次に、本発明の第２の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符合を付して重複した説明を省略する。
【００４６】
まず、図３を参照して本実施の形態の構成を説明する。
本実施の形態においては、第１の実施の形態におけるものと同様の構成を有するドワイトロイド式焼結機１２、破砕機２４、図示しないドラムミキサー、ベルトコンベヤ及びパンフィーダがある。
また、図３に示すように、破砕機２４の下手に、冷却機４０への焼結鉱供給装置を構成するシュート３０が設けられている。第１の実施の形態に係るシュート３０と同様に、シュート３０はその上部に横断面が四角形の筒部３２を有し、筒部３２の上側は破砕機２４から焼結鉱を受け入れ可能に開口しており、シュート３０の底部には案内面３４が形成されており、シュート３０内部は中空となっており、シュート３０に入った焼結鉱は上部の開口から直接に案内面３４上の上端へ落下する構成となっている。
【００４７】
案内面３４は後述する冷却機４０のトラフ４２の進行方向の下流側から上流側へ向かって斜め下方に傾斜しており、案内面３４の下端にあるシュート出口３６は、トラフ４２の面よりも高い位置において、トラフ４２の進行方向の上流側に向かって開口している。なお、案内面３４の傾斜角θの大きさは焼結鉱の安息角である２５°よりも大きな角度となっている。
【００４８】
また、シュート３０の下手に冷却機４０がある。この冷却機４０は、第１の実施の形態に係る冷却機４０と同様の構成を有し、トラフ４２、焼結鉱供給口４４、図示しない焼結鉱出口及び送風機を備えている。但し、冷却機４０内で冷却用空気がトラフ４２の下方から上方に向けて流れる構成となっている。
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
【００４９】
第１の実施の形態と同様に、ドワイトロイド式焼結機１２は、前記ドラムミキサーから擬似粒子の供給を受け、焼結ケーキを製造し、この焼結ケーキを破砕機２４が破砕して焼結鉱とし、得られた焼結鉱が破砕機２４からシュート３０へ落下して供給される。そして、シュート３０へ供給される焼結鉱はドワイトロイド式焼結機１２で焼結されたときの熱を殆ど失っておらず、約６００℃の高温状態にある。
【００５０】
そして、第１の実施の形態と同様に、破砕機２４から供給される焼結鉱は、シュート３０の筒部３２の上側にある開口よりシュート３０内へ入り、シュート３０の底部にある案内面３４の上端の上に直接落下して受け止められる。案内面３４は焼結鉱の安息角よりも大きな角度で傾斜しているので、焼結鉱は案内面３４上に堆積することなく滑落する。
【００５１】
また、第１の実施の形態と同様に、焼結鉱が案内面３４上を滑落しシュート出口３６に達すると、焼結鉱は粒度にしたがって分けられており、粗粒が上側に存在し細粒が下方に存在する状態で粒度が偏析している。そして、焼結鉱はシュート出口３６から冷却機４０のトラフ４２上に落下する。
したがって、シュート３０内で高温の焼結鉱は１回シュート３０と衝突するだけであり、高温の焼結鉱が滑落するのは案内面３４上だけであり、高温の焼結鉱はシュート３０と短時間しか接触せず、シュート３０が焼結鉱の高温によって劣化したり損傷したりすることが防止されている。
【００５２】
案内面３４はトラフ４２の進行方向の下流側から上流側に向かって下方に傾斜しており、シュート出口３６はトラフ４２の進行方向の上流側に向いているので、トラフ４２の進行方向の上流側において、焼結鉱の粗粒がトラフ４２上に先に堆積して下流側へ向かって移動し、トラフ４２の進行方向の下流側において、焼結鉱の細粒が先に堆積している焼結鉱の細粒の上に堆積する。したがって、冷却機４０内を移動するトラフ４２上の焼結鉱は、細粒が上側に存在し粗粒が下方に存在する状態で粒度が偏析している。
【００５３】
そして、冷却機４０内をトラフ４２は焼結鉱を上にのせたまま焼結鉱供給口４４から前記焼結鉱出口まで移動する。この移動中に、冷却用空気がトラフ４２の下方から上方に向かって流されており、まず、冷却用空気はトラフ４２のメッシュ隙間を通過し、次いで、焼結鉱の粗粒の間を通り抜け、その後、焼結鉱の細粒の間を通り抜け、冷却機４０の外へ排出される。すなわち、内部の伝熱抵抗のために冷却されにくい粗粒の焼結鉱が先に冷却用空気と接触して冷却され、その後で、冷却されやすい細粒の焼結鉱が冷却される。したがって、冷却機４０内で焼結鉱は効率的に冷却されることとなる。トラフ４２上の焼結鉱は、前記焼結鉱出口まで移動する間に、約２００℃まで冷却されている。
【００５４】
そして、第１の実施の形態と同様に、冷却機４０の前記焼結鉱出口から焼結鉱が前記ベルトコンベヤへ移され、上に載せるものがなくなったトラフ４２は冷却機４０内を循環して焼結鉱供給口４４まで戻り、再びシュート３０より焼結鉱の供給を受ける。また、前記ベルトコンベヤに移された焼結鉱は製粒されて一定の粒径以上の大きさを有する焼結鉱となり、一定の粒径よりも小さな焼結鉱は返鉱として焼結原料に戻される。
【００５５】
したがって、第１の実施の形態と同様に、本実施の形態に係るシュート３０によって、ドワイトロイド式焼結機１２により製造された高温の焼結鉱が、シュート３０を劣化させたり、損傷させたりすることが防止される。また、粒度が適切に偏析した状態で焼結鉱を冷却機４０のトラフ４２上に供給することができ、冷却機４０内で焼結鉱は効率的に冷却されることとなる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明は、上記のような冷却機への焼結鉱供給方法及び装置であるので、焼結鉱供給装置が焼結鉱の高温により劣化、損傷することを少なくすることができ、冷却機に安定して高温の焼結鉱を供給することができ、冷却機による焼結鉱の冷却を長時間安定して効率的に行うことができる冷却機への焼結鉱供給方法及び装置を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に第１の実施の形態に係るシュートの構成図である。
【図２】冷却機から排出される冷却用空気温度と焼結鉱の冷却処理率との関係図である。
【図３】本発明に第２の実施の形態に係るシュートの構成図である。
【図４】第１の先行技術に係る焼結鉱の製造工程の説明図である。
【図５】冷却機の冷却用空気の出口側温度と、焼結鉱の冷却処理率との関係の一例を示す説明図である。
【図６】第２の先行技術に係る焼結鉱を散水により強制冷却する方法の説明図である。
【図７】散水により焼結鉱を強制冷却して生じる還元粉化性指数と、焼結鉱の温度との関係図である。
【図８】第３の先行技術に係るシュートの構成図である。
【図９】第４の先行技術に係る冷却機で焼結鉱を冷却する方法の構成図である。
【符号の説明】
１０ ドラムミキサー
１２ ドワイトロイド式焼結機
１４ パレット
１６ 原料供給装置
１８ 点火炉
２０ 焼結機
２２ 排風機
２４ 破砕機
３０ シュート
３２ 筒部
３４ 案内面
３６ シュート出口
３８ 邪魔板
４０ 冷却機
４２ トラフ
４４ 焼結鉱供給口
４６ 焼結鉱出口
４８ 排熱回収ゾーン
５０ 冷却ゾーン
６０ ベルトコンベヤ
６２ａ、６２ｂ 散水装置
６４ ホッパ
６６ 分割ゲート
θ 案内面の傾斜角
【発明の属する技術分野】
本発明は、破砕機で焼結ケーキを破砕して得られる焼結鉱を、冷却機へ供給する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉へ供給される原料の１つである焼結鉱は、一般的に下方吸引式のドワイトロイド式焼結機を用いて工業的規模で製造されている（例えば、特許文献１を参照）。図４に示すように、ドワイトロイド式焼結機１２は、循環連鎖状に連結されて循環移動するパレット１４、ドラムミキサー１０において焼結原料から造粒された擬似粒子をパレット１４に供給する原料供給装置１６、パレット１４上の擬似粒子に着火する点火炉１８、パレット１４に被さって形成された焼結機２０、焼結機２０内で下方に空気を吸引する排風機２２を備える。
【０００３】
焼結原料は、１０ｍｍ程度以下の粒径とした鉄鉱石と、珪石、蛇紋岩、ニッケルスラグ等のＳｉＯ２を含有する第１の副原料、石灰石等のＣａＯを含有する第２の副原料、粉コークス等の固体燃料とからなる。ドラムミキサー１０において、これらの焼結原料に適当な水分を添加して、擬似粒子と呼ばれる造粒物を造粒する。
【０００４】
この擬似粒子を原料供給装置１６によってドワイトロイド式焼結機１２のパレット１４上へ適切な厚さとなるように供給する。そして、点火炉１８においてパレット１４上の擬似粒子の表層部に存在する固体燃料に着火する。着火した擬似粒子は焼結機２０内に維持されており、焼結機２０内の空気が排風機２２により下方に吸引され、焼結機２０内で擬似粒子中の固体燃料が燃焼する。この固体燃料の燃焼熱によって、擬似粒子内の鉄鉱石、第１の副原料及び第２の副原料は焼結し焼結ケーキとなる。
【０００５】
焼結ケーキはパレット１４から取り出され、破砕機２４に送られ破砕されて焼結鉱となる。この焼結鉱は約６００℃と熱いので、冷却機４０によって約２００℃に冷却される。冷却機４０は内部にトラフ４２を有し、破砕機２４によって破砕された焼結鉱が焼結鉱供給口４４からトラフ４２の上に供給される。そして、トラフ４２はその上に焼結鉱をのせたまま冷却機４０内を移動する。冷却機４０内には冷却用空気が流されており、トラフ４２上の焼結鉱はこの冷却用空気と接触して冷却される。
【０００６】
冷却された焼結鉱は焼結鉱出口４６から冷却機４０の外へ取り出され、図示しないパンフィーダーによってベルトコンベヤ６０に移される。そして、ベルトコンベヤ６０で運ばれた焼結鉱を製粒し、一定の粒径以上の大きさを有する焼結鉱を得る。なお、一定の粒径よりも小さな焼結鉱は返鉱として焼結原料に戻される。以下、これまで説明した焼結鉱の製造方法を「第１の先行技術」という。
【０００７】
第１の先行技術によって製造される焼結鉱の生産性は、主に擬似粒子中の固体燃料の燃焼速度に依存し、この燃焼速度はドワイトロイド式焼結機１２の焼結機２０内の空気の通過風量によって決定される。これまで、ドラムミキサー１０による擬似粒子の造粒方法やドワイトロイド式焼結機１２への擬似粒子の供給方法に対して様々な改善が施され、ドワイトロイド式焼結機１２の焼結ケーキの生産能力は大きく向上している。
【０００８】
しかしながら、冷却機４０の冷却処理能力は改善されておらず、ドワイトロイド式焼結機１２の生産能力に追いついていない。したがって、ドワイトロイド式焼結機１２の生産能力を最大限に発揮させることが困難であるという問題があった。冷却機４０の冷却処理能力が不足したままで、ドワイトロイド式焼結機１２をフル稼働させると、冷却機４０を出た焼結鉱が充分に冷却されず、冷却機４０から出た焼結鉱を搬送するベルトコンベヤ６０に熱による損傷を与えることとなり適切ではない。
【０００９】
参考のために、冷却機から排出される冷却用空気の温度と、冷却機により冷却処理される焼結鉱の冷却処理率との関係の一例を図５に示す。図５の縦軸には焼結鉱の冷却を終えて冷却機から排出される冷却用空気の温度をとり、横軸には焼結鉱の冷却処理率をとった。図５より、冷却用空気の出口側温度は焼結鉱の冷却処理率に比例して上昇しており、冷却処理能力を超えた冷却機の稼動が適切ではないことがわかる。
【００１０】
この第１の先行技術が有する問題を解決するために、図６に示すように、冷却機４０の内部を排熱回収ゾーン４８と冷却ゾーン５０とに分け、排熱回収ゾーン４８で焼結鉱の熱を回収した後、冷却ゾーン５０の入口において散水装置６２ａから焼結鉱に散水して強制冷却し、さらに、冷却ゾーン５０内で冷却用空気により焼結鉱を冷却することが可能である。また、冷却機４０を出た焼結鉱を搬送するベルトコンベヤ６０上で散水装置６２ｂにより焼結鉱に散水し強制冷却することも可能である。なお、以下、この散水により焼結鉱を強制冷却する方法を「第２の先行技術」という。
【００１１】
しかし、第２の先行技術を用いて高温の焼結鉱に散水し強制冷却すると、焼結鉱に亀裂が生じ、焼結鉱の還元粉化性指数（ＲＤＩ）や冷間強度の劣化が著しく、次工程である高炉操業に多大な悪影響を及ぼすこととなる。参考のために、図７に焼結鉱を約３０℃の水中で冷却したときの、冷却前の焼結鉱の温度と還元粉化性指数の関係を示す。図７の縦軸には還元粉化性指数をとり、横軸には冷却前の焼結鉱の温度をとった。図７より、冷却前の焼結鉱の温度が２００℃の場合、水中冷却により還元粉化性指数が４４％から３０％まで大きく劣化していることがわかる。
【００１２】
そこで、この第２の先行技術が有する問題を解決するために、以下に説明する冷却機への焼結鉱供給装置としてのシュートがある（例えば、非特許文献１を参照）。なお、以下、このシュートを「第３の先行技術」という。図８に示すように、破砕機により破砕された焼結鉱を冷却機４０のトラフ４２上へ供給するシュート３０がある。シュート３０はその上部に横断面が四角形の筒部３２を有し、筒部３２の上側には図示しない破砕機から落下してくる焼結鉱を受け入れ可能に開口している。また、シュート３０の下部には案内面３４が形成されている。この案内面３４はトラフ４２の進行方向の上流側から下流側に向かって下方に傾斜しており、案内面３４の下端がシュートの出口３６をなしてトラフ４２の上方で開口している。さらに、筒部３２内には傾斜した邪魔板３８が形成してあり、前記破砕機から邪魔板３８上へ落下した焼結鉱は邪魔板３８を滑落し、邪魔板３８の下端から案内面３４の上端に落下し、さらに、案内面３４に沿って滑落し、シュート出口３６を出た焼結鉱はトラフ４２上に堆積する。
【００１３】
焼結鉱が邪魔板３８を滑落する際、パーコレーション現象によって、焼結鉱の流れの中で粗粒が上側に移動し、細粒が下側に移動して、焼結鉱の粒度が偏析した状態になる。さらに、邪魔板３８から案内面３４に落下した焼結鉱は、上側に細粒が存在し下側に粗粒が存在する状態となって、案内面３４上を滑落する。そして、焼結鉱の粗粒がトラフ４２の進行方向の上流側でトラフ４２上に先にシュート出口３６から落下して堆積する。さらに、この先に堆積した焼結鉱の粗粒の上に、焼結鉱の細粒がトラフ４２の進行方向の下流側でシュート出口３６から落下して堆積する。トラフ４２上に堆積する焼結鉱は、その上層に焼結鉱の細粒が存在し、下層に焼結鉱の粗粒が存在し、粒度が偏析した状態になっている。
【００１４】
そして、トラフ４２上に堆積した焼結鉱はトラフ４２とともに冷却機４０内を移動し、冷却機４０内でトラフ４２の下方から上方へ流れる冷却用空気によって、トラフ４２上の焼結鉱は冷却される。このとき、焼結鉱の内部の伝熱抵抗のために、粗粒の焼結鉱は冷却されにくく、細粒の焼結鉱は冷却されやすい。したがって、冷却されにくい焼結鉱の粗粒が、焼結鉱の細粒よりも先に冷却用空気と接触して冷却され、冷却機４０内で焼結鉱は効率的に冷却される。
【００１５】
また、図９に示すように、図示しない破砕機と冷却機４０の間に、焼結鉱供給装置としてのホッパ６４を設け、冷却機４０で焼結鉱を冷却する方法もある（例えば、特許文献２を参照）。なお、以下、このホッパを焼結鉱供給装置として用いる方法を「第４の先行技術」という。この方法においては、ホッパ６４の出口側に分割ゲート６６を設け、冷却機４０への焼結鉱の供給量をトラフ４２の幅方向で変化させ、トラフ４２上で焼結鉱の粒度を偏析させた状態とし、冷却機４０で焼結鉱を冷却する効率を高めている。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００２―１２１６２１号公報（第２〜３頁、第２図）
【特許文献２】
特開平６―２２８６６５号公報（第２〜４頁、第１図）
【非特許文献１】
「１９９９ Ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ」、Ｉｒｏｎ ＆ Ｓｔｅｅｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ（アメリカ）発行、１９９９年、第５３３頁
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示す第３の先行技術に係るシュート３０においては、約６００℃の高温となっている焼結鉱が邪魔板３８及び案内面３４と衝突する。このため、焼結鉱供給装置としてのシュート３０が焼結鉱の高温のために劣化したり損傷したりしやすくなり、シュート３０を安定して稼動させることが困難となる問題がある。
【００１８】
また、邪魔板３８上で粒度を偏析させた焼結鉱を案内面３４に落とし、案内面３４上で焼結鉱の細粒を上層側に存在させ、粗粒を下層側に存在させて、細粒と粗粒の位置関係の上下を邪魔板３８上と案内面３４上との間で反転させている。しかし、案内面３４上をこの反転した状態の焼結鉱が滑落する途中で、焼結鉱の細粒が上側から下側の粗粒の間に流れ込み、案内面３４上における焼結鉱の粒度が偏析した状態が乱れ、トラフ４２上における焼結鉱の粒度が偏析した状態も乱れやすくなっている。このため、冷却機４０において効率的で安定した冷却効率を得ることができないという問題もある。
【００１９】
さらに、図９に示す第４の先行技術に係る方法においては、焼結鉱供給装置としてのホッパ６４が約６００℃の高温となっている焼結鉱と接触することとなり、ホッパ６４が焼結鉱の高温のために劣化したり損傷したりしやすくなり、ホッパ６４を安定して稼動させることが困難となる問題がある。
また、トラフ４２上での焼結鉱の粒度の偏析はトラフ４２の幅方向に生じるため、焼結鉱を均一に冷却することが困難となる。したがって、冷却機４０において効率的で安定した冷却効率を得ることができないという問題もある。
【００２０】
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、焼結鉱供給装置が焼結鉱の高温により劣化、損傷することを少なくすることができ、冷却機に安定して高温の焼結鉱を供給することができ、冷却機による焼結鉱の冷却を長時間安定して効率的に行うことができる冷却機への焼結鉱供給方法及び装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明は、焼結ケーキを破砕機で破砕して焼結鉱とし、この焼結鉱を冷却機のトラフ上へシュートを介して供給し、前記トラフ上の供給された焼結鉱を、前記トラフの上方から下方へ流れる冷却用空気によって冷却するに際して、前記シュートは前記トラフの進行方向の上流側から下流側に向かって斜め下方に傾斜する案内面を有しており、焼結鉱を前記トラフの進行方向上流側にある当該案内面上の上端に前記破砕機から落下させ、この落下した焼結鉱を前記案内面沿いに滑落させ、この滑落した焼結鉱を前記トラフの進行方向下流側にある前記案内面の下端より前記トラフ上に供給するとともに、前記案内面の傾斜角度を焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度とし、前記トラフ上の供給された焼結鉱の粒度を偏析させる冷却機への焼結鉱供給方法である。
【００２２】
請求項１の発明によると、破砕機で焼結ケーキを破砕して得られた焼結鉱は、シュートへ供給されては案内面の上端に落下し、案内面上を滑落して、トラフ上に供給されるだけなので、シュートは高温の焼結鉱と案内面において１回衝突するだけであり、シュートが高温の焼結鉱と繰り返し衝突して劣化したり損傷したりすることが防止される。
【００２３】
また、パーコレーション現象によって、シュートの案内面上で焼結鉱は粗粒が上側に移動し、細粒が下側に移動して粒度が偏析した状態のまま、トラフ上に焼結鉱は供給される。したがって、トラフ上においてトラフの進行方向の上流側で先に焼結鉱の細粒が堆積し、トラフの進行方向の下流側で焼結鉱の細粒の上に後から焼結鉱の粗粒が堆積する。また、シュート内で焼結鉱の細粒と粗粒の位置関係の上下を反転させてはおらず、粒度が偏析した状態が乱されることもない。
【００２４】
そして、トラフの上方から下方へ流れる冷却用空気によって焼結鉱の粗粒が、焼結鉱の細粒よりも先に冷却用空気と接触して冷却され、冷却機内で焼結鉱は効率的に冷却される。
請求項２の発明は、焼結ケーキを破砕機で破砕して得られる焼結鉱を、冷却機のトラフ上に供給するシュートからなる供給装置であって、前記冷却機は上方から下方へ流れる冷却用空気によって前記トラフ上の焼結鉱を冷却する構成を備えており、前記シュートは前記トラフの進行方向上流側から下流側に向かって斜め下方に傾斜する案内面を有し、当該案内面の傾斜角度は焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度に形成されており、焼結鉱が、前記破砕機から前記トラフの進行方向上流側にある前記案内面上の上端へ落下する構成を備える冷却機への焼結鉱供給装置である。
【００２５】
請求項２の発明により、請求項１に記載の発明が実施される。また、案内面の傾斜角度を焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度とすることで、焼結鉱は案内面上を円滑に滑落する。
なお、焼結鉱の安息角の大きさは２５°である。
請求項３の発明は、焼結ケーキを破砕機で破砕して焼結鉱とし、この焼結鉱を冷却機のトラフ上へシュートを介して供給し、前記トラフ上の供給された焼結鉱を、前記トラフの下方から上方へ流れる冷却用空気によって冷却するに際して、前記シュートは前記トラフの進行方向の下流側から上流側に向かって斜め下方に傾斜する案内面を有しており、焼結鉱を前記トラフの進行方向下流側にある当該案内面上の上端に前記破砕機から落下させ、この落下した焼結鉱を前記案内面沿いに滑落させ、この滑落した焼結鉱を前記トラフの進行方向上流側にある前記案内面の下端より前記トラフ上に供給するとともに、前記案内面の傾斜角度を焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度とし、前記トラフ上の供給された焼結鉱の粒度を偏析させる冷却機への焼結鉱供給方法である。
【００２６】
請求項３の発明によると、破砕機で焼結ケーキを破砕して得られた焼結鉱は、シュートへ供給されて案内面の上端に落下し、案内面上を滑落して、トラフ上に供給されるだけなので、シュートは高温の焼結鉱と案内面において１回衝突するだけであり、シュートが高温の焼結鉱と繰り返し衝突して劣化したり損傷したりすることが防止される。
【００２７】
また、パーコレーション現象によって、シュートの案内面上で焼結鉱は粗粒が上側に移動し、細粒が下側に移動して粒度が偏析した状態のまま、トラフ上に焼結鉱は供給される。したがって、トラフ上においてトラフの進行方向の上流側で先に焼結鉱の粗粒が堆積し、トラフの進行方向の下流側で焼結鉱の粗粒の上に後から焼結鉱の細粒が堆積する。また、シュート内で焼結鉱の細粒と粗粒の位置関係の上下を反転させてはおらず、粒度が偏析した状態が乱されることもない。
【００２８】
そして、トラフの下方から上方へ流れる冷却用空気によって焼結鉱の粗粒が、焼結鉱の細粒よりも先に冷却用空気と接触して冷却され、冷却機内で焼結鉱は効率的に冷却される。
請求項４の発明は、焼結ケーキを破砕機で破砕して得られる焼結鉱を、冷却機のトラフ上に供給するシュートからなる供給装置であって、前記冷却機は下方から上方へ流れる冷却用空気によって前記トラフ上の焼結鉱を冷却する構成を備えており、前記シュートは前記トラフの進行方向下流側から上流側に向かって斜め下方に傾斜する案内面を有し、当該案内面の傾斜角度は焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度に形成されており、焼結鉱が、前記破砕機から前記トラフの進行方向下流側にある前記案内面上の上端へ落下する構成を備える冷却機への焼結鉱供給装置である。
【００２９】
請求項４の発明により、請求項３に記載の発明が実施される。また、案内面の傾斜角度を焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度とすることで、焼結鉱は案内面上を円滑に滑落する。
なお、焼結鉱の安息角の大きさは２５°である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１を参照して本実施の形態の構成を説明する。
図１に示すように、従来あるものと同様の構成を備えるドワイトロイド式焼結機１２があり、図示しないドラムミキサーによって焼結原料から造粒された擬似粒子を焼結ケーキに焼成可能な構成を有している。そして、ドワイトロイド式焼結機１２の下手に、従来あるものと同様の構成を備える破砕機２４があり、破砕機２４はドワイトロイド式焼結機１２から供給された焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする構成を有している。さらに、破砕機２４の下手にシュート３０が設けられており、このシュート３０が後述する冷却機４０へ焼結鉱を供給する焼結鉱供給装置をなしている。
【００３１】
シュート３０はその上部に横断面が四角形の筒部３２を有し、筒部３２の上側は破砕機２４から焼結鉱を受け入れ可能に開口しており、シュート３０の底部には案内面３４が形成されている。シュート３０内部は中空となっており、シュート３０上部の開口からシュート３０内へ入った焼結鉱は直接に案内面３４上の上端へ落下する構成となっている。
【００３２】
案内面３４は冷却機４０のトラフ４２の進行方向の上流側から下流側へ向かって斜め下方に傾斜しており、案内面３４の下端にあるシュート出口３６は、トラフ４２の面よりも高い位置において、トラフ４２の進行方向の下流側に向かって開口している。そして、案内面３４の傾斜角θの大きさは焼結鉱の安息角である２５°よりも大きな角度となっている。
【００３３】
そして、シュート３０の下手に冷却機４０がある。この冷却機４０には内部を循環移動する幅広のベルト状をなすトラフ４２を設けてある。また、トラフ４２はメッシュ状をなして冷却用空気がトラフ４２を通過可能になっている。さらに、冷却機４０には焼結鉱供給口４４と図示しない焼結鉱出口とが形成してある。この焼結鉱供給口４４にシュート３０の先端が入り込んでおり、シュート出口３６はトラフ４２の真上に位置している。そして、シュート出口３６の真下にあるトラフ４２は冷却機４０の内部を移動して前記焼結鉱出口まで移動し、再び、シュート３０のシュート出口３６の真下まで戻ってくる構成となっている。
【００３４】
また、冷却機４０は図示しない送風機を備えており、この送風機によって冷却機４０内に外部から冷却用空気が取り込まれる構成となっている。この冷却用空気は冷却機４０内で焼結鉱供給口４４から前記焼結鉱出口まで移動するトラフ４２に対して、連続してトラフ４２の上方から下方に向けて流されており、焼結鉱を冷却し終えた冷却用空気は冷却機４０の外部へ排出される構成となっている。
【００３５】
さらに、冷却機４０の下手には図示しないベルトコンベヤがあり、このベルトコンベヤは冷却機４０の前記焼結鉱出口と図示しないパンフィーダによってつながれている。なお、これらのベルトコンベヤ及びパンフィーダは従来あるものと同様の構成を有する。
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
【００３６】
ドワイトロイド式焼結機１２は、前記ドラムミキサーから擬似粒子の供給を受け、擬似粒子の固体燃料を燃焼させ、焼結ケーキが製造される。この焼結ケーキはドワイトロイド式焼結機１２から破砕機２４に供給され、破砕機２４が焼結ケーキを破砕し、焼結鉱が得られる。なお、破砕機２４の破砕により得られた焼結鉱は、ドワイトロイド式焼結機１２で焼結されたときの熱を殆ど失っておらず、約６００℃の高温状態にある。
【００３７】
そして、破砕機２４から高温の焼結鉱がシュート３０へ供給される。焼結鉱はシュート３０の筒部３２の上側にある開口よりシュート３０内へ落下して入る。シュート３０内へ落下した焼結鉱は、シュート３０の底部にある案内面３４の上端の上に直接落下し、受け止められる。案内面３４の傾斜角θは焼結鉱の安息角である２５°よりも大きな角度となっており、案内面３４は下方へ向かって傾斜しているので、焼結鉱は案内面３４に堆積することはなく、案内面３４に沿って滑落する。
【００３８】
焼結鉱が案内面３４上を滑落するのに伴って、焼結鉱の流れの中でパーコレーション現象を生じ、細粒の焼結鉱は案内面３４に向かって流れの中で下層側に移動し、案内面３４にくっつきやすくなる。また、粗粒の焼結鉱は焼結鉱の流れの中で上層側へ移動し、そのまま転がって滑落していく。このため、案内面３４の下端のシュート出口３６まで焼結鉱が案内面３４上を滑落してくると、焼結鉱は粒度にしたがって分けられており、粗粒が上側に存在し細粒が下方に存在する状態となって粒度が偏析している。そして、案内面３４を滑落した焼結鉱はシュート出口３６から冷却機４０のトラフ４２上に落下する。
【００３９】
したがって、シュート３０内で高温の焼結鉱は１回だけしかシュート３０と衝突せず、高温の焼結鉱が滑落するのは案内面３４上だけなので、高温の焼結鉱がシュート３０と接触する時間は短く、シュート３０が焼結鉱の高温によって劣化したり損傷したりすることが防止されている。
案内面３４はトラフ４２の進行方向の上流側から下流側に向かって下方に傾斜しており、シュート出口３６はトラフ４２の進行方向の下流側に向いているので、トラフ４２の進行方向の上流側において、焼結鉱の細粒がトラフ４２上に先に堆積して下流側へ向かって移動し、トラフ４２の進行方向の下流側において、焼結鉱の粗粒が先に堆積している焼結鉱の細粒の上に堆積する。したがって、冷却機４０内を移動するトラフ４２上の焼結鉱は、細粒が下側に存在し、粗粒が上方に存在する状態で粒度が偏析している。
【００４０】
冷却機４０内でトラフ４２は焼結鉱を上にのせたまま焼結鉱供給口４４から前記焼結鉱出口まで移動する。この移動中に、冷却用空気がトラフ４２の上方から下方に向かって流されており、まず、冷却用空気は焼結鉱の粗粒の間を通り抜け、それから焼結鉱の細粒の間を通り抜け、最後にトラフ４２のメッシュ隙間を通過する。すなわち、内部の伝熱抵抗のために冷却されにくい粗粒の焼結鉱が先に冷却用空気と接触して冷却され、その後で、冷却されやすい細粒の焼結鉱が冷却される。したがって、冷却機４０内で焼結鉱は効率的に冷却されることとなる。
【００４１】
トラフ４２上の焼結鉱を冷却し、焼結鉱の熱によって高温となった冷却用空気は冷却機４０から外部へ排出される。そして、トラフ４２上の焼結鉱は、前記焼結鉱出口まで移動する間に、約２００℃まで冷却されている。この冷却機４０内での焼結鉱の冷却は空気冷却であり散水による冷却ではないので、冷却された焼結鉱の還元粉化性指数や冷間強度が著しく劣化することは防止され、高炉操業に悪影響を及ぼすことも防止されている。
【００４２】
そして、冷却機４０の前記焼結鉱出口から焼結鉱が前記パンフィーダを介して前記ベルトコンベヤへ移される。上に載せていた焼結鉱を取り除かれたトラフ４２は冷却機４０内を循環して焼結鉱供給口４４まで戻り、再びシュート３０より焼結鉱の供給を受ける。
また、前記ベルトコンベヤに移された焼結鉱は製粒されて一定の粒径以上の大きさを有する焼結鉱となる。なお、一定の粒径よりも小さな焼結鉱は返鉱として焼結原料に戻される。
【００４３】
したがって、シュート３０を使用して冷却機４０に焼結鉱を供給することによって、ドワイトロイド式焼結機１２により焼結された際の熱が残って高温の状態にある焼結鉱が、シュート３０を劣化させたり、損傷させたりすることが防止される。
また、粒度を適切に偏析させた状態にある焼結鉱を、冷却機４０のトラフ４２上に供給することができ、冷却機４０内で焼結鉱は効率的に冷却されることとなる。
【００４４】
次に、本実施の形態に係るシュート３０により冷却機４０のトラフ４２上へ焼結鉱を供給する場合（本発明例）と、破砕機２４から冷却機４０のトラフ４２上へ焼結鉱の粒度を偏析させることなく供給する場合（比較例）とで、冷却機４０から排出される冷却用空気の温度を測定し比較した結果を図２に示す。図２の縦軸には冷却機４０から排出される冷却用空気の温度をとり、横軸には焼結鉱の冷却処理率をとった。
【００４５】
図２より、同一の焼結鉱の冷却処理率において、冷却機４０から排出される冷却用空気の温度は本発明例のほうが比較例よりも約３０℃低いことがわかる。したがって、本実施の形態に係るシュート３０を用いることで、冷却機４０でより効率的に焼結鉱の冷却を行えることが確認された。
次に、本発明の第２の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符合を付して重複した説明を省略する。
【００４６】
まず、図３を参照して本実施の形態の構成を説明する。
本実施の形態においては、第１の実施の形態におけるものと同様の構成を有するドワイトロイド式焼結機１２、破砕機２４、図示しないドラムミキサー、ベルトコンベヤ及びパンフィーダがある。
また、図３に示すように、破砕機２４の下手に、冷却機４０への焼結鉱供給装置を構成するシュート３０が設けられている。第１の実施の形態に係るシュート３０と同様に、シュート３０はその上部に横断面が四角形の筒部３２を有し、筒部３２の上側は破砕機２４から焼結鉱を受け入れ可能に開口しており、シュート３０の底部には案内面３４が形成されており、シュート３０内部は中空となっており、シュート３０に入った焼結鉱は上部の開口から直接に案内面３４上の上端へ落下する構成となっている。
【００４７】
案内面３４は後述する冷却機４０のトラフ４２の進行方向の下流側から上流側へ向かって斜め下方に傾斜しており、案内面３４の下端にあるシュート出口３６は、トラフ４２の面よりも高い位置において、トラフ４２の進行方向の上流側に向かって開口している。なお、案内面３４の傾斜角θの大きさは焼結鉱の安息角である２５°よりも大きな角度となっている。
【００４８】
また、シュート３０の下手に冷却機４０がある。この冷却機４０は、第１の実施の形態に係る冷却機４０と同様の構成を有し、トラフ４２、焼結鉱供給口４４、図示しない焼結鉱出口及び送風機を備えている。但し、冷却機４０内で冷却用空気がトラフ４２の下方から上方に向けて流れる構成となっている。
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
【００４９】
第１の実施の形態と同様に、ドワイトロイド式焼結機１２は、前記ドラムミキサーから擬似粒子の供給を受け、焼結ケーキを製造し、この焼結ケーキを破砕機２４が破砕して焼結鉱とし、得られた焼結鉱が破砕機２４からシュート３０へ落下して供給される。そして、シュート３０へ供給される焼結鉱はドワイトロイド式焼結機１２で焼結されたときの熱を殆ど失っておらず、約６００℃の高温状態にある。
【００５０】
そして、第１の実施の形態と同様に、破砕機２４から供給される焼結鉱は、シュート３０の筒部３２の上側にある開口よりシュート３０内へ入り、シュート３０の底部にある案内面３４の上端の上に直接落下して受け止められる。案内面３４は焼結鉱の安息角よりも大きな角度で傾斜しているので、焼結鉱は案内面３４上に堆積することなく滑落する。
【００５１】
また、第１の実施の形態と同様に、焼結鉱が案内面３４上を滑落しシュート出口３６に達すると、焼結鉱は粒度にしたがって分けられており、粗粒が上側に存在し細粒が下方に存在する状態で粒度が偏析している。そして、焼結鉱はシュート出口３６から冷却機４０のトラフ４２上に落下する。
したがって、シュート３０内で高温の焼結鉱は１回シュート３０と衝突するだけであり、高温の焼結鉱が滑落するのは案内面３４上だけであり、高温の焼結鉱はシュート３０と短時間しか接触せず、シュート３０が焼結鉱の高温によって劣化したり損傷したりすることが防止されている。
【００５２】
案内面３４はトラフ４２の進行方向の下流側から上流側に向かって下方に傾斜しており、シュート出口３６はトラフ４２の進行方向の上流側に向いているので、トラフ４２の進行方向の上流側において、焼結鉱の粗粒がトラフ４２上に先に堆積して下流側へ向かって移動し、トラフ４２の進行方向の下流側において、焼結鉱の細粒が先に堆積している焼結鉱の細粒の上に堆積する。したがって、冷却機４０内を移動するトラフ４２上の焼結鉱は、細粒が上側に存在し粗粒が下方に存在する状態で粒度が偏析している。
【００５３】
そして、冷却機４０内をトラフ４２は焼結鉱を上にのせたまま焼結鉱供給口４４から前記焼結鉱出口まで移動する。この移動中に、冷却用空気がトラフ４２の下方から上方に向かって流されており、まず、冷却用空気はトラフ４２のメッシュ隙間を通過し、次いで、焼結鉱の粗粒の間を通り抜け、その後、焼結鉱の細粒の間を通り抜け、冷却機４０の外へ排出される。すなわち、内部の伝熱抵抗のために冷却されにくい粗粒の焼結鉱が先に冷却用空気と接触して冷却され、その後で、冷却されやすい細粒の焼結鉱が冷却される。したがって、冷却機４０内で焼結鉱は効率的に冷却されることとなる。トラフ４２上の焼結鉱は、前記焼結鉱出口まで移動する間に、約２００℃まで冷却されている。
【００５４】
そして、第１の実施の形態と同様に、冷却機４０の前記焼結鉱出口から焼結鉱が前記ベルトコンベヤへ移され、上に載せるものがなくなったトラフ４２は冷却機４０内を循環して焼結鉱供給口４４まで戻り、再びシュート３０より焼結鉱の供給を受ける。また、前記ベルトコンベヤに移された焼結鉱は製粒されて一定の粒径以上の大きさを有する焼結鉱となり、一定の粒径よりも小さな焼結鉱は返鉱として焼結原料に戻される。
【００５５】
したがって、第１の実施の形態と同様に、本実施の形態に係るシュート３０によって、ドワイトロイド式焼結機１２により製造された高温の焼結鉱が、シュート３０を劣化させたり、損傷させたりすることが防止される。また、粒度が適切に偏析した状態で焼結鉱を冷却機４０のトラフ４２上に供給することができ、冷却機４０内で焼結鉱は効率的に冷却されることとなる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明は、上記のような冷却機への焼結鉱供給方法及び装置であるので、焼結鉱供給装置が焼結鉱の高温により劣化、損傷することを少なくすることができ、冷却機に安定して高温の焼結鉱を供給することができ、冷却機による焼結鉱の冷却を長時間安定して効率的に行うことができる冷却機への焼結鉱供給方法及び装置を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に第１の実施の形態に係るシュートの構成図である。
【図２】冷却機から排出される冷却用空気温度と焼結鉱の冷却処理率との関係図である。
【図３】本発明に第２の実施の形態に係るシュートの構成図である。
【図４】第１の先行技術に係る焼結鉱の製造工程の説明図である。
【図５】冷却機の冷却用空気の出口側温度と、焼結鉱の冷却処理率との関係の一例を示す説明図である。
【図６】第２の先行技術に係る焼結鉱を散水により強制冷却する方法の説明図である。
【図７】散水により焼結鉱を強制冷却して生じる還元粉化性指数と、焼結鉱の温度との関係図である。
【図８】第３の先行技術に係るシュートの構成図である。
【図９】第４の先行技術に係る冷却機で焼結鉱を冷却する方法の構成図である。
【符号の説明】
１０ ドラムミキサー
１２ ドワイトロイド式焼結機
１４ パレット
１６ 原料供給装置
１８ 点火炉
２０ 焼結機
２２ 排風機
２４ 破砕機
３０ シュート
３２ 筒部
３４ 案内面
３６ シュート出口
３８ 邪魔板
４０ 冷却機
４２ トラフ
４４ 焼結鉱供給口
４６ 焼結鉱出口
４８ 排熱回収ゾーン
５０ 冷却ゾーン
６０ ベルトコンベヤ
６２ａ、６２ｂ 散水装置
６４ ホッパ
６６ 分割ゲート
θ 案内面の傾斜角
Claims (4)
- 焼結ケーキを破砕機で破砕して焼結鉱とし、この焼結鉱を冷却機のトラフ上へシュートを介して供給し、前記トラフ上の供給された焼結鉱を、前記トラフの上方から下方へ流れる冷却用空気によって冷却するに際して、
前記シュートは前記トラフの進行方向の上流側から下流側に向かって斜め下方に傾斜する案内面を有しており、焼結鉱を前記トラフの進行方向上流側にある当該案内面上の上端に前記破砕機から落下させ、
この落下した焼結鉱を前記案内面沿いに滑落させ、
この滑落した焼結鉱を前記トラフの進行方向下流側にある前記案内面の下端より前記トラフ上に供給するとともに、
前記案内面の傾斜角度を焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度とし、
前記トラフ上の供給された焼結鉱の粒度を偏析させることを特徴とする冷却機への焼結鉱供給方法。 - 焼結ケーキを破砕機で破砕して得られる焼結鉱を、冷却機のトラフ上に供給するシュートからなる供給装置であって、
前記冷却機は上方から下方へ流れる冷却用空気によって前記トラフ上の焼結鉱を冷却する構成を備えており、
前記シュートは前記トラフの進行方向上流側から下流側に向かって斜め下方に傾斜する案内面を有し、当該案内面の傾斜角度は焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度に形成されており、
焼結鉱が、前記破砕機から前記トラフの進行方向上流側にある前記案内面上の上端へ落下する構成を備えることを特徴とする冷却機への焼結鉱供給装置。 - 焼結ケーキを破砕機で破砕して焼結鉱とし、この焼結鉱を冷却機のトラフ上へシュートを介して供給し、前記トラフ上の供給された焼結鉱を、前記トラフの下方から上方へ流れる冷却用空気によって冷却するに際して、
前記シュートは前記トラフの進行方向の下流側から上流側に向かって斜め下方に傾斜する案内面を有しており、焼結鉱を前記トラフの進行方向下流側にある当該案内面上の上端に前記破砕機から落下させ、
この落下した焼結鉱を前記案内面沿いに滑落させ、
この滑落した焼結鉱を前記トラフの進行方向上流側にある前記案内面の下端より前記トラフ上に供給するとともに、
前記案内面の傾斜角度を焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度とし、
前記トラフ上の供給された焼結鉱の粒度を偏析させることを特徴とする冷却機への焼結鉱供給方法。 - 焼結ケーキを破砕機で破砕して得られる焼結鉱を、冷却機のトラフ上に供給するシュートからなる供給装置であって、
前記冷却機は下方から上方へ流れる冷却用空気によって前記トラフ上の焼結鉱を冷却する構成を備えており、
前記シュートは前記トラフの進行方向下流側から上流側に向かって斜め下方に傾斜する案内面を有し、当該案内面の傾斜角度は焼結鉱の安息角の大きさ以上の角度に形成されており、
焼結鉱が、前記破砕機から前記トラフの進行方向下流側にある前記案内面上の上端へ落下する構成を備えることを特徴とする冷却機への焼結鉱供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002295927A JP2004131772A (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | 冷却機への焼結鉱供給方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002295927A JP2004131772A (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | 冷却機への焼結鉱供給方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004131772A true JP2004131772A (ja) | 2004-04-30 |
Family
ID=32286037
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002295927A Pending JP2004131772A (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | 冷却機への焼結鉱供給方法及び装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004131772A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114353543A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-15 | 山东钢铁集团日照有限公司 | 一种烧结环冷机余热高效利用的控制方法 |
-
2002
- 2002-10-09 JP JP2002295927A patent/JP2004131772A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114353543A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-15 | 山东钢铁集团日照有限公司 | 一种烧结环冷机余热高效利用的控制方法 |
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