JP2006349216A - 焼結鉱の乾燥冷却装置および冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焼結鉱に直接散水しないで急速に冷却することができる焼結鉱の冷却装置およびそれを用いた冷却方法を提供する。
【解決手段】破砕した焼結鉱を冷却ホッパーに供給して冷却する装置であって、
前記冷却ホッパー内に、冷却水を通水する冷却水パイプを配置することにより、該冷却水パイプからの熱伝導によって前記焼結鉱を冷却することを特徴とする焼結鉱の乾燥冷却装置およびそれを用いる乾燥冷却方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、破砕した焼結鉱を冷却ホッパーに供給して冷却する装置およびそれを用いる冷却方法に関する。

焼結機により製造された焼結鉱は、破砕機により破砕した段階で焼結鉱粒径によって異なるものの２００〜８００℃の高温であり、この焼結鉱をベルトコンベア等で高炉まで搬送するには１００℃以下の温度に冷却する必要があり、焼結鉱の冷却方法については従来から種々の提案がなされている。
例えば、特開昭５８−９９４１号公報には、上方のホッパーに投入した焼結鉱が順次下方のホッパーに移動し、冷却風を下方のホッパーから上方のホッパーに順次回して冷却する方法が開示されている。
しかし、特開昭５８−９９４１号公報に開示された冷却風を用いる方法では冷却速度が遅く、ベルトコンベア等で搬送できる１００℃以下の温度まで冷却するのに長時間を要するという問題点があった。

そこで従来は、焼結鉱に散水して冷却する方法が用いられており、この従来の焼結鉱製造工程を図1に示す。
図１において、１はNo.1原料ベルトコンベア、２は貯鉱槽、３はNo.2原料ベルトコンベア、４は焼結機、５は破砕機、６はグリズリー篩、７は焼結クーラー、８はNo.1焼結鉱ベルトコンベア、９はNo.2焼結鉱ベルトコンベア、１０はNo.1パン式コンベア、１１は振動篩、１２はNo.2パン式コンベア、１３は バグフィルター式集塵機、１４は集塵ダクト、１５は散水設備、１６はNo.3焼結鉱ベルトコンベア、１７は水蒸気を示す。

図１において、焼結機本体4に対し、原料である鉄鉱石・副原料・焼結鉱の返鉱は、No.1原料ベルトコンベア１から貯鉱槽2に一旦貯蔵された後、No.2原料べルトコンベア３で切り出され焼結機4に供給される。
焼結機4で焼成された焼結鉱は、排鉱部にある破砕機5で破砕され、グリズリ一篩6で分級し篩上焼結鉱（大きいサイズ）は焼結クーラー7で冷却された後、成品コンベア8，9にて次工程へ輸送される。
一方、グリズリー篩6で分級された篩下焼結鉱（例えば粒径が10mm以下の小さいサイズ）は、No.1パン式コンベア10にて振動篩11で更に分級された篩下焼結鉱はNo.2パン式コンベア12にて貯鉱槽2へ返送される。

また、振動篩11で分級された篩上焼結鉱はNo.3焼結鉱ベルトコンベア16で、No.2焼結鉱ベルトコンベア9と合流し次工程へと輸送されるのが一般的な焼結鉱製造工程である。
ここで、従来の焼結鉱製造工程の問題点は、No.1パン式コンベア10で輸送される焼結鉱が焼結クーラー７を通過しない高温（200℃〜350℃）であるため、No.3焼結鉱ベルトコンベア16に乗り継ぐ前に散水設備による冷却が必要となり、次の2次的な問題が発生する。
ベルト散水の問題点の第１は、高温終結鉱の冷却の際に発生する水蒸気が、コンベアの集塵ダクト14に吸引され集塵ダクト内にダスト付着することであり、派生する第２の問題点はバグフィルター式集塵機13の濾布を湿らせ、集塵性能を著しく低下させることである。更に、ベルト散水の問題点の第３は水蒸気がベルト面から大気に漏洩しコンベア歩廊の点検者の視界を遮るため安全上の問題点となっていることである。
また、問題点の第４は散水した水の一部がコンベアより地面に流れ出し周辺環境を悪化させることがあげられる。
特開昭５８−９９４１号公報

そこで、本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、焼結鉱に直接散水しないで急速に冷却することができる焼結鉱の乾燥冷却装置およびそれを用いる乾燥冷却方法を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するために鋭意検討の結果、冷却水パイプを配置した冷却ホッパーに焼結鉱を供給することによって、焼結鉱に直接散水しないで急速に冷却することができる焼結鉱の乾燥冷却装置およびそれを用いる乾燥冷却方法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）破砕した焼結鉱を冷却ホッパーに供給して冷却する装置であって、
前記冷却ホッパー内に、冷却水を通水する冷却水パイプを配置することにより、該冷却水パイプからの熱伝導によって前記焼結鉱を冷却することを特徴とする焼結鉱の乾燥冷却装置。
（２）前記冷却水パイプ間の隙間Ｄを、前記焼結鉱の最大粒径ｄの３倍以上とすることを特徴とする（１）に記載の焼結鉱の乾燥冷却装置。
（３）（１）または（２）のいずれかに記載の冷却装置を用いる冷却方法であって、前記冷却ホッパー内に配置された冷却水パイプに冷却水を通水し、
該冷却水パイプからの熱伝導によって前記焼結鉱を冷却することを特徴とする焼結鉱の乾燥冷却方法。

本発明によれば、冷却水パイプを配置した冷却ホッパーに焼結鉱を供給することによって、焼結鉱に直接散水しないで急速に冷却することができる焼結鉱の冷却装置およびそれを用いた冷却方法を提供することができ、具体的には以下のような産業上有用な著しい効果を奏する。
１）焼結鉱に直接散水しないので高温終結鉱の冷却の際に水蒸気が発生しないため集塵ダクト内にダストが付着することがない。
２）焼結鉱に直接散水しないのでバグフィルター式集塵機の濾布を湿らせ、集塵性能を著しく低下させることがない。
３）焼結鉱に直接散水しないので水蒸気がベルト面から大気に漏洩しコンベア歩廊の点検者の視界を遮ることがなく安全である。
４）焼結鉱に直接散水しないので散水した水の一部がコンベアより地面に流れ出し周辺環境を悪化させることがない。

本発明を実施するための最良の形態について、図２乃至図５を用いて詳細に説明する。
図２は、本発明を適用した焼結鉱製造工程を示す図である。
図２において、１はNo.1原料ベルトコンベア、２は貯鉱槽、３はNo.2原料ベルトコンベア、４は焼結機、５は破砕機、６はグリズリー篩、７は焼結クーラー、８はNo.1焼結鉱ベルトコンベア、９はNo.2焼結鉱ベルトコンベア、１０はNo.1パン式コンベア、１１は振動篩、１２はNo.2パン式コンベア、１３は バグフィルター式集塵機、１４は集塵ダクト、１６はNo.3焼結鉱ベルトコンベア、１８は乾燥冷却装置を示す。
従来の焼結鉱製造工程の問題点に対し、本発明は高温焼結鉱を冷却水による直接冷却ではなく、冷却水パイプを配置した冷却ホッパーを有する乾燥冷却装置18を焼結鉱輸送ラインに組み込むことによって、コンベアでの水蒸気や水の流出を防止し、環境を悪化させる原因を排除することが可能となる。
乾燥冷却工程以外の工程は従来工程を示す図１と同様である。

図３は、本発明における焼結鉱の乾燥冷却装置の実施形態を例示する図である。
図３において、２１はNo.3パン式コンベア、２２はシュート、２３は篩網内蔵の振動コンベア、２４は供給ゲート、２５は冷却ホッパー、２６は冷却水パイプ、２７は冷却ホッパーレベル計、２８は冷却ホッパーフィーダー、２９は 排出コンベア、３０は大塊シュート、３１は大塊シュートフィーダー、３２は冷却塔、３３は冷却水ポンプを示す。
例えば、200℃〜350℃の高温焼結鉱は、No.3パン式コンベア２1で輸送され篩網内臓の振動コンベア２３に供給される。篩内臓の振動コンベア２３で分級された篩下焼結鉱は、供給ゲート２4から下にある冷却ホッパー２５に落下する。冷却ホッパー２５内には冷却水パイプ２６が配置されており、高温焼結鉱がホッパー２５内を下降する間にNo.2焼結鉱ベルトコンベアの耐熱温度100℃以下 まで冷却され次工程に輸送される。
一方、篩内臓の振動コンベア２3で分級された篩上焼結鉱は、冷却ホッパー２５には供給されず先端の大塊シュート３０に搬送され大塊シュートフイーダー３１から排出し、既に積載されているNo.2焼結鉱ベルトコンベア上の冷却済み焼結鉱上に上乗せされ次工程へ輸送される。

従って、大塊シュート３０に供給された焼結鉱は、冷却されない状態でNo.2焼結鉱ベルトコンベア上に供給されることになるが、直接ベルト表面に接することが無いため、ベルトの耐熟温度にかかわらず搬送が可能である。実験によれば、大塊シュート３０に供給される焼結鉱は、No.3パン式コンベア２１から供給される全焼結鉱の5〜10％となるよう篩内臓の振動コンベア２３の篩網サイズを設定しておけば、No.2焼結鉱ベルトコンベアの寿命には影響されないことが確認されている。

図４は、本発明の乾燥冷却装置に用いる篩内臓の振動コンベアの実施形態を例示する図である。
図４において、２４は供給ゲート、２５は冷却ホッパー、４１は振動コンベアトラフ、４２は篩上の焼結鉱、４３は篩網、４４は篩下の焼結鉱、４５は加振機、
４６はスプリング、４７は供給シュートを示す。
篩内臓の振動コンベアトラフ４1の内部は中央の篩網４3によって上下2段に分割されている。
トラフ本体は振動コンベアのスプリング４6で支持され、加振機４5で振動を与えられ焼結鉱を搬送する構造である。篩網４３によって分級された篩上の焼結鉱４2は篩網上に乗り先端まで搬送されるが、篩下の焼結鉱４4はトラフの底面を移動し、複数箇所設けた供給シュート４7に一旦滞留した後に供給ゲート２４によって冷却ホッパー２５に供給される。

図５は、本発明における焼結鉱の乾燥冷却装置の詳細図であり、図５（a）は乾燥冷却装置1槽分の詳細図、図５（b）は内部冷却パイプ部の拡大図である。
図５において、２４は供給ゲート、２５は冷却ホッパー、２６は冷却水パイプ、２７は冷却ホッパーレベル計、２８は冷却ホッパーフィーダー、５１は焼結鉱、５２は冷却水入口、５３は冷却水出口、Ｄは冷却水パイプ間の隙間、ｄ は焼結鉱の最大粒径を示す。
図５において、高温の焼結鉱は上野の供給ゲート２４から冷却ホッパー２５に供給され、冷却ホッパー２５内を下降する際に冷却水パイプ２６と接触し、抜熟冷却され下部の冷却ホッパーフィダー２８から排出される。冷却ホッパーでの焼結鉱５１の貯留量は、冷却ホッパーレベル計２７によって計測され、焼結鉱表面が冷却水パイプ２６の最上段を露出しないように冷却ホッパーフィダー２８によって制御することが必要となる。
また、冷却ホッパー２５内に配置する冷却水パイプ２６は、必要伝熱量からパイプ面積・本数を決定すべきことはもちろんであるが、冷却水入口５２を下方に配置し、冷却水出口５３を上方に配置することによって冷却水パイプ内に空洞を発生させない構造とすることが好ましい。

図５（b）は冷却水パイプ26と焼結鉱51の拡大図である。
焼結鉱が冷却水パイプ間の隙間Ｄを通過する際に、焼結鉱粒子がブリッジをくみ閉塞することの無いような冷却水パイプ隙間Ｄを選定することが必要である。
実験によれば、冷却水パイプ隙間Ｄを焼結鉱が安定して下降するためには、焼結鉱の最大粒子径ｄの3倍以上の冷却水パイプ隙間Ｄが好ましく、Ｄの上限は冷却水パイプの径および冷却水の流量から算定される冷却能力によって適宜選択すればよく焼結鉱の最大粒子径ｄの１０倍以下が好ましい。

従来の焼結鉱製造工程を例示する図である。 本発明を適用した焼結鉱製造工程を示す図である。 本発明における焼結鉱の乾燥冷却装置の実施形態を例示する図である。 本発明の乾燥冷却装置に用いる篩内臓の振動コンベアの実施形態を例示する図である。 本発明における焼結鉱の乾燥冷却装置の詳細図であり、図５（a）は乾燥冷却装置1槽分の詳細図、図５（b）は内部冷却パイプ部の拡大図である。

符号の説明

１ No.1原料ベルトコンベア
２ 貯鉱槽
３ No.2原料ベルトコンベア
４ 焼結機
５ 破砕機
６ グリズリー篩
７ 焼結クーラー
８ No.1焼結鉱ベルトコンベア
９ No.2焼結鉱ベルトコンベア
１０ No.1パン式コンベア
１１ 振動篩
１２ No.2パン式コンベア
１３ バグフィルター式集塵機
１４ 集塵ダクト
１５ 散水設備
１６ No.3焼結鉱ベルトコンベア
１７ 水蒸気
１８ 乾燥冷却装置
２１ No.3パン式コンベア
２２ シュート
２３ 篩網内蔵の振動コンベア
２４ 供給ゲート
２５ 冷却ホッパー
２６ 冷却水パイプ
２７ 冷却ホッパーレベル計
２８ 冷却ホッパーフィーダー
２９ 排出コンベア
３０ 大塊シュート
３１ 大塊シュートフィーダー
３２ 冷却塔
３３ 冷却水ポンプ
４１ 振動コンベアトラフ
４２ 篩上の焼結鉱
４３ 篩網
４４ 篩下の焼結鉱
４５ 加振機
４６ スプリング
４７ 供給シュート
４８ 供給ゲート
５１ 焼結鉱
５２ 冷却水入口
５３ 冷却水出口
Ｄ 冷却水パイプ間の隙間
ｄ 焼結鉱の最大粒径

Claims (3)

1. 破砕した焼結鉱を冷却ホッパーに供給して冷却する装置であって、
   前記冷却ホッパー内に、冷却水を通水する冷却水パイプを配置することにより、該冷却水パイプからの熱伝導によって前記焼結鉱を冷却することを特徴とする焼結鉱の乾燥冷却装置。
2. 前記冷却水パイプ間の隙間Ｄを、前記焼結鉱の最大粒径ｄの３倍以上とすることを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の乾燥冷却装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の冷却装置を用いる冷却方法であって、前記冷却ホッパー内に配置された冷却水パイプに冷却水を通水し、
   該冷却水パイプからの熱伝導によって前記焼結鉱を冷却することを特徴とする焼結鉱の乾燥冷却方法。
   

Images