JP2008232519A - 焼結鉱冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来困難であった高温の排熱回収と高い冷却効率を同時に可能とする焼結鉱冷却装置を提供する。
【解決手段】焼結鉱冷却装置１のホッパ６の下部の内側と外側の間を横断するように配置され、空気を内部に取り込むと共に、中央部に設けられた開口部に導く複数の通風ダクト９と、通風ダクト９の開口部に取り付けられて、隣り合う通風ダクト９同士を接続すると共に、通風ダクト９に取り込まれた空気を、複数のルーバ３１同士の間から、ホッパ６の中央部下部へ供給する中央ルーバ部１０とを設け、フード１８内を吸気ファン２０により吸引することにより、内側ルーバ部７、外側ルーバ部８、通風ダクト９から空気を取り込むと共に、内側ルーバ部７、外側ルーバ部８、中央ルーバ部１０から空気を供給し、ホッパ６に堆積された焼結鉱５の下方から上方へ空気を通過させて、冷却するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、焼結鉱を冷却する際に、排熱の回収及び除塵を行う焼結鉱冷却装置に関する。

高炉で使用する焼結鉱は、原材料が焼結機により焼結された後、焼結鉱冷却装置により取り扱い可能な温度まで冷却される。焼結機から排鉱される焼結鉱は一般に５００℃〜７００℃の顕熱を有しており、焼結鉱冷却装置により１５０℃〜１００℃以下に冷却される。冷却の際に廃棄される顕熱は膨大であるため、焼結鉱冷却装置では、従来から排熱回収による有効利用が図られている。排熱を回収する焼結鉱冷却装置の形式としては、サーキュラパン型、円形ホッパ型、円形ビン型と種々あり、形式は異なるもののいずれも大きな差がなく、焼結鉱と熱交換した冷却ガスのうち高温部のみを熱回収に利用する方法が用いられている。

特公平０６−０１０５８１号公報 特開２００４−０６９１３５号公報

従来の円形ホッパ型の焼結鉱冷却装置としては、特許文献１の第２図に示すような構成が提案されていた。
特許文献１の第２図に示す円形ホッパ型の焼結鉱冷却装置では、押し込み通風形式のため、熱交換した冷却ガスがホッパの上面、側面、下部に分散して排出されてしまい、高温の冷却ガスを回収することが困難となる問題があった。又、ホッパの内側から外側に冷却ガスが流れるため、外側の焼結鉱が冷えにくく、その結果、冷却風量が多くなる問題もあった。更に、冷却ガスがホッパの上部、側面、下部と分散して排出されるため、集塵のためには全面にフードを設けねばならず、加えて、回転するホッパとのシールも難しく、リーク量も著しく増大するため、全量集塵するには集塵装置が非常に大型になる問題があった。

上記問題を解決するため、排熱を回収する技術としては、特許文献１の第１図に示すような方法が提案されている。
特許文献１の第１図に示す円形ホッパ型の焼結鉱冷却装置は、高温の冷却ガスを回収するため、ホッパを上部、下部の２つの冷却ゾーンに分け、下部の熱交換後の冷却ガスを上部の冷却ガスとして利用することで、冷却ガスの温度を高める構造としている。しかしながら、上部、下部の冷却ガスの混合を避けるため、上部、下部の間にシールゾーンを設けなければならず、装置高さが高くなる問題があった。更に、焼結鉱の流れと直交するように冷却ガスを流すため、冷却ガス入口部と出口部の焼結鉱に温度差が生じていた。このため、排出される焼結鉱がベルトコンベヤを焼損させないように、出口部の焼結鉱を更に冷却する必要あり、冷却ガス量が非常に多くなる問題があった。

一方、集塵を行う技術としては、特許文献２の図１、図２に示すような方法が提案されている。
特許文献２の図１、図２に示す円形ホッパ型の焼結鉱冷却装置には、排出される冷却ガスを集塵装置へ導いて、除塵を行う技術が提案されている。しかしながら、ホッパ上部、下部、側面から吹き出る冷却ガスの内、集塵装置へ導いているのは上部のみの冷却ガスであり、側面、下部からは衝突板により落とせる大きな粒のみしか除塵できず、他は大気中に飛散してしまう問題があった。これは、側面、下部も集塵すると集塵装置が非常に大きくなってしまうことと、側面、下部は集塵フードを取り付けにくい構造となっていることも要因となっている。又、このような構成の除塵方法では、完全にシールできず、リーク量が非常に大きいため、集塵ガスの吸引量が膨大となる問題もあった。

又、円形ホッパ型の焼結鉱冷却装置において、ホッパの上部にフードを設け、上部から冷却ガスを吸引する方式にした実例があるが、外側ルーバ、内側ルーバのみが冷却ガスの吸込口となるため、ホッパ中央に冷却ガスが流れにくく、焼結鉱を十分冷却できず、高温焼結鉱を排出する問題があった。

このように、従来の円形ホッパ型の焼結鉱冷却装置においては、冷却効率、高温の排熱回収、除塵等の問題を抱えており、高い冷却効率、高温の排熱回収を同時に可能とするものは無く、又、除塵も可能とするものは無かった。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、従来困難であった高温の排熱回収と高い冷却効率を同時に可能とすると共に、又、除塵も可能とする焼結鉱冷却装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る焼結鉱冷却装置は、
焼結機からの焼結鉱が上方から堆積されると共に下方の外周部から排出される環状の堆積槽と、
前記堆積槽を水平方向に回転駆動させる回転駆動手段と、
前記堆積槽の上部に設けられ、前記堆積槽の上部を覆う環状のフードと、
前記フードに接続され、前記フード内の空気を吸引するファンと、
前記ファンの手前に接続され、吸引された空気の熱交換を行う熱交換手段と、
前記堆積槽の下部の内側と外側の間を横断するように配置されると共に中央部に開口部が設けられた複数の通風ダクトとを備え、
前記フード内を前記ファンにより吸引することにより、前記通風ダクトから外部の空気を取り込み、取り込んだ空気を前記開口部から前記堆積槽の下部へ供給して、前記堆積槽に堆積された焼結鉱の下方から上方へ取り込んだ空気を通過させて、該焼結鉱全体を冷却すると共に、冷却に用いた空気から高温を前記熱交換手段により回収するようにしたことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る焼結鉱冷却装置は、
上記第１の発明に記載の焼結鉱冷却装置において、
更に、
前記堆積槽の下部の内側に設けられ、複数のルーバ同士の間から外部の空気を前記堆積槽内の下部に取り込む複数の内側ルーバ部と、
前記堆積槽の下部の外側に設けられ、複数のルーバ同士の間から外部の空気を前記堆積槽内の下部に取り込む複数の外側ルーバ部と、
隣り合う前記通風ダクト同士を接続するように、前記通風ダクトの前記開口部に取り付けられて、前記堆積槽の下部中央の全周に渡って配置されると共に、前記通風ダクトに取り込まれた空気を、複数のルーバ同士の間から前記堆積槽の下部中央へ供給する中央ルーバ部とを備え、
前記フード内を前記ファンにより吸引することにより、前記内側ルーバ部、前記外側ルーバ部及び前記通風ダクトから外部の空気を取り込み、取り込んだ空気を前記内側ルーバ部、前記外側ルーバ部及び前記中央ルーバ部から前記堆積槽の下部へ供給して、前記堆積槽に堆積された焼結鉱の下方から上方へ取り込んだ空気を通過させて、該焼結鉱全体を冷却すると共に、冷却に用いた空気から高温を前記熱交換手段により回収するようにしたことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る焼結鉱冷却装置は、
上記第１又は第２の発明に記載の焼結鉱冷却装置において、
前記フードと前記堆積槽との間に設けられ、前記フードと前記堆積槽との間を密閉するウォータシール式のシール部を設けたことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る焼結鉱冷却装置は、
上記第１乃至第３の発明のいずれかに記載の焼結鉱冷却装置において、
前記焼結機からの焼結鉱を常に充填すると共に、充填した焼結鉱を連続的に前記堆積槽へ供給する供給シュートを設け、
焼結鉱を充填した前記供給シュートから前記堆積槽へ焼結鉱を連続的に供給することにより、前記堆積槽へ供給されて充填状態又は堆積状態となった焼結鉱が、前記供給シュート内の焼結鉱からつながる連続体となるようにして、前記堆積層へ堆積される焼結鉱の堆積高さを一定に保つようにしたことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係る焼結鉱冷却装置は、
上記第４の発明に記載の焼結鉱冷却装置において、
前記供給シュートに取り付けられ、前記供給シュート内の焼結鉱の重量を測定する重量計測手段を設け、
前記供給シュート内に充填される焼結鉱の高さが、前記堆積槽内に堆積される焼結鉱の高さより高くなる重量となるように、前記重量計測手段により前記供給シュート内の焼結鉱の重量を計測すると共に、前記堆積槽の回転数を前記駆動手段により制御するようにしたことを特徴とする。

上記課題を解決する第６の発明に係る焼結鉱冷却装置は、
上記第１乃至第５の発明のいずれかに記載の焼結鉱冷却装置において、
前記堆積槽を通過してきた空気を上方に導いた後、水平方向に導くＬ字断面の案内板を、前記フード内の周方向に複数設けたことを特徴とする。

上記課題を解決する第７の発明に係る焼結鉱冷却装置は、
上記第１乃至第６の発明のいずれかに記載の焼結鉱冷却装置において、
前記フードと前記熱交換手段との間に、前記ファンに吸引される空気に含まれる塵を除塵する除塵手段を設けたことを特徴とする。

第１の発明によれば、環状の堆積槽の下部を横断するように複数の通風ダクトを設けたので、通風ダクトから取り込んだ空気が、堆積槽内に堆積した焼結鉱の下方から上方に流れると共に全体に均一に流れることになり、取り込んだ空気を有効に利用して、焼結鉱の冷却効率を向上させることができ、堆積槽から排出される焼結鉱の温度を均一にすることができる。その結果、少ない空気の流量で、高温の空気を回収することができる。

第２の発明によれば、環状の堆積槽の下部に内側ルーバ部、外側ルーバ部を設けると共に、通風ダクト同士を接続するように、内側ルーバ部及び外側ルーバ部の中央に中央ルーバ部を設けたので、内側ルーバ部、外側ルーバ部及び中央ルーバ部から取り込んだ空気が、堆積槽内に堆積した焼結鉱の下方から上方に流れると共に全体に均一に流れることになり、取り込んだ空気を有効に利用して、焼結鉱の冷却効率を向上させることができ、堆積槽から排出される焼結鉱の温度を均一にすることができる。その結果、少ない空気の流量で、高温の空気を回収することができる。

第３の発明によれば、堆積槽の上部とフードとの間を、ウォータシール式のシール部で密閉したので、フード内の空気を吸引する際、外部からのリーク無く、吸引することができ、吸引する空気量を大幅に減らすことができ、従来困難であった高温の排熱回収を効率的に行うことができる。

第４の発明によれば、焼結鉱を充填した供給シュートから堆積槽へ焼結鉱を供給するので、堆積槽内に堆積される焼結鉱の高さを一定とすることができ、堆積槽の高さを最大限に利用して、堆積槽内に堆積される焼結鉱の高さをできるだけ高く、一定に維持することができる。その結果、焼結鉱冷却装置の外形を小さくして、コンパクトに設置することが可能となるだけでなく、堆積された焼結鉱の高さが高いため、焼結鉱の滞留時間（冷却時間）が長くなり、冷却のための空気量を大幅に低減すると共に、冷却後に回収される空気の温度も高くすることができ、排熱利用の効率を向上させることができる。

第５の発明によれば、堆積槽内に堆積される焼結鉱の高さより、供給シュート内に充填される焼結鉱の高さが高くなるように、供給シュート内の焼結鉱の重量を制御したので、供給シュート内の焼結鉱の長さ（高さ）を、堆積槽内の焼結鉱の長さ（高さ）よりも長くして、供給シュート内の焼結鉱をマテリアルシールとして利用することができ、その結果、供給シュートからフードへ流れる空気のショートパスを防止することができる。その結果、吸引する空気量の低減、堆積槽内の焼結鉱の冷却効率の向上に寄与することができる。

第６の発明によれば、フード内の周方向に案内板を複数設けたので、フード内の空気の偏流を防止すると共に、堆積槽内の焼結鉱の上面から排出してくる空気中の塵を一旦上方に向かって導くことができ、フード内を水平に流れる空気の流れに随伴される塵の量を大幅に低減することができる。

第７の発明によれば、吸引される空気に含まれる塵を除塵する除塵手段を設けたので、吸引する空気に含まれる塵の全量を除塵手段で除塵することができる。その結果、従来困難であった高温の排熱回収と除塵を同時に可能とすることができる。

以下、本発明に係る焼結鉱冷却装置の実施形態を、図面を参照して説明を行う。

図１は、本発明に係る焼結鉱冷却装置の実施形態の一例を示す断面図であり、図２（ａ）は、その上面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。なお、ここでは、本発明に係る焼結鉱冷却装置１を、便宜的に、装置本体１ａ、装置下部１ｂ、装置上部１ｃに分けて説明を行う。

本発明に係る焼結鉱冷却装置１において、装置本体１ａは、円形ドーナツ状のテーブル２と、テーブル２の内周側全周に設けられ、内側に傾けて配置した内側板３と、テーブル２の外周側全周に設けられ、外側に傾けて配置した外側板４とを有し、テーブル２、内側板３、外側板４が囲む逆台形断面の空間を、焼結鉱５を堆積する環状のホッパ６とする構造である。このホッパ６には、図示しない焼結機からの高温の焼結鉱５が上方から堆積されており、後述するように、ホッパ６に堆積された焼結鉱５が冷却された後、堆積槽６の下方の外周部、つまり、外側板４の下方から冷却された焼結鉱５が排出される構成である。

又、ホッパ６の下部の内側、つまり、内側板３の下部には、外部の空気を取り込むための複数の内側ルーバ部７と複数の内側開口部が全周に渡って設けられており、又、ホッパ６の下部の外側、つまり、外側板４の下部には、外部の空気を取り込むための複数の外側ルーバ部８と複数の外側開口部が全周に渡って設けられている。詳細は後述するが、更に、対向する位置の内側開口部と外側開口部との間には通風ダクト９が設けられており、複数の通風ダクト９の中央を接続するように、中央ルーバ部１０が設けられている。つまり、ホッパ６には、その内側下部及び外側下部だけでなく、その中央部下部にもルーバを有する構造である。

外側ルーバ部８とテーブル２との間には、所定の間隙が設けられており、その間隙を通って、スクレーパ１１がホッパ６の下部内部に挿入されており、スクレーパ１１により、ホッパ６内の焼結鉱５を外部にかき出すようにしている。

装置本体１ａにおいて、テーブル２、内側板３、外側板４は、それらの内周側に設けられた架構１２により支持されており、架構１２は、その中央部で基礎１３上に固設された中心軸受１４と回転自在に結合されている。又、装置本体１ａの下面には、円形状の複数のレール１５が固設されている。

装置下部１ｂには、円形状の複数のレール１５に対応して、複数の支持ローラ１６が基礎１３上に円形状に配置されており、装置本体１ａが、レール１５を介して、支持ローラ１６上に回転自在に支持されている。支持ローラ１６のうち複数個には、駆動モータ１７が接続されており、駆動モータ１７による支持ローラ１６の回転摩擦力により、中心軸受１４を中心に、装置本体１ａと共にホッパ６を水平方向に回転駆動させている（回転駆動手段）。

又、ホッパ６の上部には、つまり、装置上部１ｃには、ホッパ６の上部を覆うように、環状のフード１８が設けられており、フード１８には、フード１８と連通するように、排ガスダクト１９が接続されている。排ガスダクト１９の先には、吸引ファン２０が接続されており、吸引ファン２０によりフード１８内の空気を吸引することにより、外部の空気を内側ルーバ部７、外側ルーバ部８等から取り込み、取り込んだ外部の空気をホッパ６内の焼結鉱５に通過させて、焼結鉱５を冷却するようにしている。更に、吸引ファン２０の手前に、吸引ファン２０に吸引される空気に含まれる塵を除塵する除塵機２１（除塵手段）を接続してもよい。吸引ファン２０とフード１８若しくは除塵機２１との間には、高温の空気と熱交換を行うボイラ２２（熱交換手段）が接続されており、高温の空気から熱エネルギーを回収している。なお、詳細は後述するが、フード１８の内部には、内部を流れる空気の流れを制御するため、複数の案内板４３、整流板４４が設けられている。

上述したように、装置本体１ａは、回転運動をするものであるが、装置上部１ｃ側は、その位置が固定されているものである。従って、焼結鉱冷却装置１の内部を吸引する際に装置本体１ａの上部とフード１８との間からのリークを防止することが望ましい。そこで、本発明に係る焼結鉱冷却装置１においては、ホッパ６の上部とフード１８との間にフード１８とホッパ６との間を密閉するシール部２３を設けている。拡大図Ａを用いて、このシール部２３を説明すると、外側板４の上部には、その全周に沿って溝部２４が設けられており、この溝部２４には、所定量の水２５が常に供給されている。又、フード１８の下部には、溝部２４の水２５の中に沈下するように、封止板２６が設けられている。つまり、溝部２４の水２５の中に、封止板２６を沈下させることにより、ホッパ６の上部とフード１８との間を水２５により密封する構造となっている（ウォータシール構造）。

このように、回転するホッパ６の上部と固定されたフード１８との間にウォータシール構造のシール部を設けたので、フード１８内を吸引ファン２０により、外部リーク無く吸引することができ、外部の空気を内側ルーバ部７、外側ルーバ部８等から効率的に取り込むことができる。従って、吸引ファン２０が吸引する空気量を大きくしなくても、焼結鉱５を十分冷却することができ、吸引ファン２０が吸引する空気量を大幅に減らすことができる。その結果、吸引する空気中に含まれる粉塵を効率的に除塵機２１で除塵することができる。

又、フード１８には、フード１８を貫通して供給シュート２７が設けられている。供給シュート２７には、図示しない焼結機から焼結鉱５が供給されており、供給シュート２７を通過して、ホッパ６に焼結鉱５が供給されて、所定量の焼結鉱５がホッパ６に堆積させられる構造である。ホッパ６内に堆積される焼結鉱５は一定高さで有ることが望ましい。特に、供給シュート２７に焼結鉱５を供給する焼結機は、間欠的に（例えば、パレット毎に）焼結鉱５を供給するものであるため、そのまま、供給シュート２７を通過させて、焼結鉱５をホッパ６に堆積させると、焼結機の供給タイミングに応じて、堆積された焼結鉱５の高さが大きく変動してしまう。

そこで、本発明に係る焼結鉱冷却装置１においては、ホッパ６内に堆積される焼結鉱５を一定高さとするため、焼結機からの焼結鉱５を供給シュート２７内に常に一定量充填しておき、供給シュート２７内に充填した焼結鉱５を充填状態で連続的にホッパ６内へ供給することで、焼結機の供給タイミングによる変動を防止するようにしている。供給シュート２７内に充填する焼結鉱５の量としては、少なくとも、ホッパ６内に堆積される焼結鉱５の高さより、供給シュート２７内に充填する焼結鉱５の高さが高くなるような量であればよい。そのため、供給シュート２７は、充填する焼結鉱５の量、例えば、充填する焼結鉱５の重量を検知可能な構造となっている。具体的には、供給シュート２７全体が支持部材２８により支持されており、支持部材２８の一端がヒンジ２９に支持され、支持部材２８の他端がロードセル３０（重量計測手段）に支持されて、供給シュート２７内の焼結鉱５の重量を測定可能な構造である。

そして、供給シュート２７内に充填された焼結鉱５は、供給シュート２７出口でホッパ６内の焼結鉱５の堆積層上に堆積し、供給シュート２７からホッパ６内の焼結鉱５の堆積層まで充填状態又は堆積状態となって連続体を成しており、装置本体１ａと共に環状のホッパ６が回転することにより、ホッパ６内へ連続的に供給されることとなる。その際、上記ロードセルにより供給シュート２７内の焼結鉱５の重量を測定すると共に、ホッパ６（装置本体１ａ）の回転数を制御して、供給シュート２７内の焼結鉱５が一定量以上となるようにしている。その結果、供給シュート２７内に充填する焼結鉱５の高さが、ホッパ６内に堆積される焼結鉱５の高さより高くなり、供給シュート２７内の焼結鉱５をマテリアルシールとすることが可能となって、外部の空気が供給シュート２７側からフード１８内へショートパスすることを防止できる。

このように、ホッパ６に焼結鉱５を供給する際には、一定量の焼結鉱５を常に充填している供給シュート２７からホッパ６に焼結鉱５が供給されることにより、連続的に焼結鉱５を供給することが可能となり、間欠的に焼結鉱５を供給することによる堆積高さの変動を防止することができる。従って、図２（ｂ）に示すように、供給シュート２７からホッパ６へ焼結鉱５を連続的に供給するため、供給シュート２７下部の排出口の位置が、ホッパ６内に堆積される焼結鉱５の高さ位置となり、その高さ位置を一定に保つことができる。又、図２（ａ）に示すように、供給シュート２７に近接してスクレーパ１１を設けることにより、スクレーパ１１によりかき出されて堆積高さが変動する領域をできるだけ小さくすることができる。この結果、ホッパ６の高さを最大限に生かすことができるため、焼結鉱冷却装置の外形を小さくして、コンパクトに設置可能となる。又、上記構造の供給シュート２７により、ホッパ６での焼結鉱５の堆積高さを最大高さ位置に維持できるため、焼結鉱５の滞留時間（冷却時間）が長くなり、冷却用の空気量を大幅に低減できると共に、回収される空気の温度も高くすることができ、排熱利用の効率が向上する。

次に、通風ダクト９、中央ルーバ部１０について説明を行う。
図３、図４は、本発明に係る焼結鉱冷却装置のホッパ６内に設ける通風ダクト９、中央ルーバ部１０を説明する図であり、図３（ａ）は、中央ルーバ部１０の斜視図、図３（ｂ）は、通風ダクト９の斜視図、図３（ｃ）は、中央ルーバ部１０及び通風ダクト９を上面図である。図４（ａ）は、ホッパ６の外側からの外観図、図４（ｂ）は、ホッパ６の断面図である。なお、図４（ｂ）は、図１におけるホッパ６下部を拡大した図に相当する。

中央ルーバ部１０は、図３（ａ）に示すように、上面及び下面が閉じた箱型形状であり、対向する一方の側面に複数のルーバ３１を設け、対向する他方の側面に通風口３２を設けたものである。又、図３（ａ）からも明らかなように、中央ルーバ部１０は、その中央に設けられた仕切板３３により、通風口３２の部分を含めて、内側ルーバ部７に対面する側と外側ルーバ部８に対面する側に仕切られている。中央ルーバ部１０の内側ルーバ部７に対面する側に設けられた複数のルーバ３１は、ルーバ３１同士の間隙が内側ルーバ部７に向かって下向きになるように配置され、中央ルーバ部１０の外側ルーバ部８に対面する側に設けられた複数のルーバ３１は、ルーバ３１同士の間隙が外側ルーバ部８に向かって下向きになるように配置されている。

又、通風ダクト９は、ホッパ６下部の対向する位置における内側開口部と外側開口部との間を接続するように配置されたものであり、ホッパ６の内側開口部及び外側開口部に嵌め込まれる内側吸気口３４及び外側吸気口３５を有し、上面及び下面が閉じた逆台形の箱型形状となっている。内側吸気口３４及び外側吸気口３５は、分割板３６により複数に分割されており、更に、分割板３６により分割された上方側の吸気口には可動板３７が設けられており、吸引圧に応じて、その吸気口が開口するようになっている（ダンパ構造）。又、通風ダクト９の側面中央部には、中央ルーバ部１０を取り付けるための接続開口部３８（開口部）が設けられており、隣り合う通風ダクト９同士を中央ルーバ部１０で接続して、通風ダクト９及び中央ルーバ部１０により、ホッパ６の下部中央に全周に渡って、中央ルーバ部１０を環状に配置する構成である（図３（ｃ）参照）。

又、通風ダクト９の中央部には、その内部を４分割に仕切る十字断面の仕切部３９が設けられている。この仕切部３９は、吸入された空気を分割して、中央ルーバ部１０に通風するものであり、内側吸気口３４から内部に取り込まれた空気は、２分割された後、通風ダクト９に接続された２つの中央ルーバ部１０の内側ルーバ部７に対面する側に導入されて、ホッパ６内に供給され、又、外側吸気口３５から取り込まれた空気は、２分割された後、通風ダクト９に接続された２つの中央ルーバ部１０の外側ルーバ部８に対面する側に導入されて、ホッパ６内に供給される。

このように構成された通風ダクト９を、装置本体１ａの外側から見てみると、図４（ａ）に示すように、外側ルーバ部８の間の外側開口部に通風ダクト９が配置された構造となっている。又、装置本体１ａの内側も、同様な構造となっている。そして、図４（ｂ）に示すように、通風ダクト９に接続された中央ルーバ部１０が、外側ルーバ部８及び内側ルーバ部７に対向するように配置されることとなる。なお、内側ルーバ部７、外側ルーバ部８に各々設けられた複数のルーバ３１は、ルーバ３１同士の間隙がホッパ６の中央に向かって下向きになるように配置されている。

従って、吸引ファン２０により吸引される空気は、内側ルーバ部７、外側ルーバ部８では、それらのルーバ３１同士の間からホッパ６内へ直接取り込まれ、中央ルーバ部１０では、通風ダクト９の内側吸気口３４及び外側吸気口３５から吸入された後、通風ダクト９を通過して、中央ルーバ部１０のルーバ３１同士の間からホッパ６内の中央部下部へ取り込まれる。取り込まれた空気は、ホッパ６内に堆積された焼結鉱５の下方から上方へ通り抜けて、フード１８を通過した後、排気ダクト１９側へ排気されることとなる。

このように、ホッパ６下部の内側、外側だけに、内側ルーバ部７、外側ルーバ部８を設けるのではなく、外部の空気を取り込む通風ダクト９に連通された中央ルーバ部１０をホッパ６の下部中央にも設けると共に、ホッパ６の全周に渡って中央ルーバ部１０を配置したので、内側ルーバ部７及び外側ルーバ部８と共に中央ルーバ部１０からも、ホッパ６内の焼結鉱５へ外部の空気を供給可能となる。従って、ホッパ６内に堆積された焼結鉱５の堆積高さを十分に利用して、焼結鉱５の下方から上方へ向けて、焼結鉱５の全体に均一に外部の空気が流れるようになるので、冷却用の空気を有効に利用することが可能となり、その結果、少ない流量で高温の空気を回収することが可能となる。

なお、ホッパ６内に堆積された焼結鉱５の下部中央に外気を供給できるのであれば、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ホッパ６の下部に通風ダクト９のみを設けた構成とし、図３に示されている接続開口部３８（開口部）から外気を供給するようにしてもよい。その場合、通風ダクト９同士の配置間隔を短くし、使用する通風ダクト９の数を増やすことにより、中央ルーバ部１０を設けた場合と同様に、焼結鉱５全体に均一に外気を供給して、効率的に冷却を行うことが可能である。

次に、フード１８について説明を行う。
図５は、ホッパ６上部に設けたフード１８を説明する図であり、図２（ａ）のＣ−Ｃ線展開断面図である。

フード１８内の空気は、排ガスダクト１９が接続されたフード１８の１つの箇所から吸引ファン２０に吸引される。従って、後述する案内板４３が存在せず、フード１８のみの場合には、フード１８内を水平に流れる空気には偏流が発生し、その速度が速い場所では、ホッパ６内の焼結鉱５を通過した空気と共に出てくる塵を気流に乗せて随伴してしまうため、吸引される空気中の塵量が多くなるという問題があった。そこで、本発明に係る焼結鉱冷却装置１においては、堆積槽５を通過してきた空気を上方に導いた後、水平方向に導くＬ字断面の案内板４３を、フード１８内の周方向に複数設けた構造としている。

フード１８内部の構造を具体的に説明すると、ホッパ６内部を通過した空気は、フード１８を通って、吸引ファン２０側に吸引されるため、フード１８は、仕切壁により、２つの領域に分割されると共に、フード１８内部を流れる空気の偏流を防止するための複数の案内板４３と、空気を整流するための複数の整流板４４とが設けられている。仕切壁は、排ガスダクト１９の直下に、排ガスダクト１９への流れを２分するように設けられた第１仕切り壁４１と、供給シュート２７を囲むように設けられた２つの第２仕切壁４２から構成される。２つの第２仕切壁４２は、吸入された空気が供給シュート２７側に逃げるのを防止する役割を果たしている。

そして、２つに分割された領域各々に、案内板４３及び整流板４４が複数設けられている。案内板４３は、フード１８の内部に、その周方向に沿って設けられており、鉛直上方に立ち上がる面と空気の流れ方向に水平に延設された面からなるＬ字断面形状のものである。又、案内板４３は、排ガスダクト１９から遠くなるに従って、その高さが高くなっており、排ガスダクト１９に最も近い案内板４３の高さが一番低く、排ガスダクト１９から最も遠い案内板４３の高さが一番高くなっている。従って、ホッパ６内に堆積された焼結鉱５を通過した空気は、案内板４３により、上方に導かれた後、排気ダクト１９が接続された方向に水平に導かれる。

このように、案内板４３を用いて、フード１８の領域を更に小さな領域に分割すると共に、排ガスダクト１９からの距離に従って、案内板４３の高さを変更することにより、フード１８内の偏流を防止して、環状のホッパ６の全ての領域において、焼結鉱５を通過してくる空気の流速を均等にすることができる。その結果、ホッパ６内の焼結鉱５を通過した空気と共に出てくる塵が、一旦上方に導かれるため、フード１８内を水平に流れる空気に随伴される量が大幅に低減されて、空気中の塵量を大幅に低減することができる。

又、排ガスダクト１９の近傍には、案内板４３の高さ位置に対応して、複数の整流板４４が設けられており、排ガスダクト１９に流れ込む空気を整流している。

又、案内板４３同士の間の空気が流れる空間に、図５（ｂ）に示す溝型鋼４５Ａや図５（ｃ）に示すＬ型鋼４５Ｂ等の衝突除塵部材４５を複数配置してもよい。このような構成により、流れる空気中の塵を、溝型鋼４５ＡやＬ型鋼４５Ｂ等の衝突除塵部材４５で跳ね返し、空気のみを通過させて、除塵性能を更に上げることもできる。

上記構成を有する焼結鉱冷却装置１における焼結鉱５の供給手順及び冷却手順を簡単に説明する。

焼結鉱５は、供給シュート２７内の焼結鉱５が一定量以上となるように、図示しない焼結機から供給シュート２７に供給される。そして、供給シュート２７の供給された焼結鉱５は、供給シュート２７を通って、ホッパ６内に供給される。このとき、供給シュート２７内の焼結鉱５の重量を測定すると共に、ホッパ６の周方向の回転速度を所定速度で回転しているので、供給シュート２７内には一定量以上の焼結鉱５を常に充填されると共に、この供給シュート２７からホッパ６へ連続的に焼結鉱５が供給されて、供給シュート２７下部の排出口の位置が、ホッパ６内に堆積される焼結鉱５の高さ位置となって、一定高さの焼結鉱５がホッパ６に堆積されることになる。

又、上述してきたように、ホッパ６の下部には、内側ルーバ部７、外側ルーバ部８、通風ダクト９及び中央ルーバ部１０が設けられており、吸引ファン２０により上方から吸引することにより、内側ルーバ部７、外側ルーバ部８、通風ダクト９から外部の空気が取り込まれ、取り込まれた外部の空気が、内側ルーバ部７、外側ルーバ部８、中央ルーバ部１０から、ホッパ６の下方に供給される。この結果、供給された外部の空気は、ホッパ６内に一定高さで堆積された焼結鉱５の下方側に供給され、焼結鉱５の下方から上方へ向けて流れる。その際、外部の空気は、焼結鉱５の水平断面に均一に広がって流れて、焼結鉱５を冷却することになる。そして、冷却に使用された外部の空気は、フード１８、排気ダクト１９を通って、除塵機２１で除塵され、ボイラ２２で熱交換された後、大気に放出される。

一方、冷却された焼結鉱５は、ホッパ６下部に挿入されたスクレーパ１１により、装置本体１ａの回転に伴い連続的に排出される。すなわち、焼結鉱５は、ホッパ６上部から連続的に供給されると共に、スクレーパ１１によりかき取られながら、外部から吸引された空気と熱交換して冷却されて、順次ホッパ６内を下方へと降りて行き、最後に、スクレーパ１１によってかき出されることとなる。この際、ホッパ６内の焼結鉱５は、徐々に下方に移動することになり、下方に徐々に移動する間に、吸引された外部の空気により冷却されるため、焼結鉱５全体が均一な温度に冷却されて排出されることになる。

以上説明してきたように、本発明は、円形テーブル式の焼結鉱冷却装置において、空気等の冷却ガスを下から上に流す対向流式の熱交換を可能にしたものであり、小風量で冷却することにより高温排熱ガス得ることができ、従来不可能であった廃熱回収を可能とすると共に粉塵発生のない環境にやさしいものである。上述した構造を採用することにより、風量が従来の１／３、設置面積も従来の１／２程度と、コンパクトで高性能の焼結鉱冷却装置を実現できた。

本発明に係る焼結鉱冷却装置を用いることにより、焼結鉱の冷却効率を向上させると共に、排熱の回収及び除塵を効率的に行うことができ、環境への負荷を大きく低減可能である。

本発明に係る焼結鉱冷却装置の実施形態の一例を示す断面図である。 （ａ）は、図１に示す焼結鉱冷却装置の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。 （ａ）は、中央ルーバ部の斜視図、（ｂ）は、通風ダクトの斜視図、（ｃ）は、中央ルーバ部及び通風ダクトを上面図である。 （ａ）は、ホッパの外側からの外観図、（ｂ）は、ホッパの断面図である。 （ａ）は、ホッパ上部に設けたフードを説明する図であり、（ｂ）、（ｃ）は、フード内部に設けた衝突除塵部材を示す斜視図である。 （ａ）は、ホッパの他の構成例を示す上面図であり、（ｂ）は、その断面図である。

符号の説明

１ 焼結鉱冷却装置
２ テーブル
３ 内側板
４ 外側板
５ 焼結鉱
６ ホッパ
７ 内側ルーバ部
８ 外側ルーバ部
９ 通風ダクト
１０ 中央ルーバ部
１８ フード
２０ 吸引ファン
２１ 除塵機
２２ ボイラ
２３ シール部
２７ 供給シュート
３０ ロードセル
４１ 第１仕切壁
４２ 第２仕切壁
４３ 案内板
４４ 整流板

Claims (7)

1. 焼結機からの焼結鉱が上方から堆積されると共に下方の外周部から排出される環状の堆積槽と、
   前記堆積槽を水平方向に回転駆動させる回転駆動手段と、
   前記堆積槽の上部に設けられ、前記堆積槽の上部を覆う環状のフードと、
   前記フードに接続され、前記フード内の空気を吸引するファンと、
   前記ファンの手前に接続され、吸引された空気の熱交換を行う熱交換手段と、
   前記堆積槽の下部の内側と外側の間を横断するように配置されると共に中央部に開口部が設けられた複数の通風ダクトとを備え、
   前記フード内を前記ファンにより吸引することにより、前記通風ダクトから外部の空気を取り込み、取り込んだ空気を前記開口部から前記堆積槽の下部へ供給して、前記堆積槽に堆積された焼結鉱の下方から上方へ取り込んだ空気を通過させて、該焼結鉱全体を冷却すると共に、冷却に用いた空気から高温を前記熱交換手段により回収するようにしたことを特徴とする焼結鉱冷却装置。
2. 請求項１に記載の焼結鉱冷却装置において、
   更に、
   前記堆積槽の下部の内側に設けられ、複数のルーバ同士の間から外部の空気を前記堆積槽内の下部に取り込む複数の内側ルーバ部と、
   前記堆積槽の下部の外側に設けられ、複数のルーバ同士の間から外部の空気を前記堆積槽内の下部に取り込む複数の外側ルーバ部と、
   隣り合う前記通風ダクト同士を接続するように、前記通風ダクトの前記開口部に取り付けられて、前記堆積槽の下部中央の全周に渡って配置されると共に、前記通風ダクトに取り込まれた空気を、複数のルーバ同士の間から前記堆積槽の下部中央へ供給する中央ルーバ部とを備え、
   前記フード内を前記ファンにより吸引することにより、前記内側ルーバ部、前記外側ルーバ部及び前記通風ダクトから外部の空気を取り込み、取り込んだ空気を前記内側ルーバ部、前記外側ルーバ部及び前記中央ルーバ部から前記堆積槽の下部へ供給して、前記堆積槽に堆積された焼結鉱の下方から上方へ取り込んだ空気を通過させて、該焼結鉱全体を冷却すると共に、冷却に用いた空気から高温を前記熱交換手段により回収するようにしたことを特徴とする焼結鉱冷却装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の焼結鉱冷却装置において、
   前記フードと前記堆積槽との間に設けられ、前記フードと前記堆積槽との間を密閉するウォータシール式のシール部を設けたことを特徴とする焼結鉱冷却装置。
4. 請求項１乃至請求項３にいずれかに記載の焼結鉱冷却装置において、
   前記焼結機からの焼結鉱を常に充填すると共に、充填した焼結鉱を連続的に前記堆積槽へ供給する供給シュートを設け、
   焼結鉱を充填した前記供給シュートから前記堆積槽へ焼結鉱を連続的に供給することにより、前記堆積槽へ供給されて充填状態又は堆積状態となった焼結鉱が、前記供給シュート内の焼結鉱からつながる連続体となるようにして、前記堆積層へ堆積される焼結鉱の堆積高さを一定に保つようにしたことを特徴とする焼結鉱冷却装置。
5. 請求項４に記載の焼結鉱冷却装置において、
   前記供給シュートに取り付けられ、前記供給シュート内の焼結鉱の重量を測定する重量計測手段を設け、
   前記供給シュート内に充填される焼結鉱の高さが、前記堆積槽内に堆積される焼結鉱の高さより高くなる重量となるように、前記重量計測手段により前記供給シュート内の焼結鉱の重量を計測すると共に、前記堆積槽の回転数を前記駆動手段により制御するようにしたことを特徴とする焼結鉱冷却装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の焼結鉱冷却装置において、
   前記堆積槽を通過してきた空気を上方に導いた後、水平方向に導くＬ字断面の案内板を、前記フード内の周方向に複数設けたことを特徴とする焼結鉱冷却装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の焼結鉱冷却装置において、
   前記フードと前記熱交換手段との間に、前記ファンに吸引される空気に含まれる塵を除塵する除塵手段を設けたことを特徴とする焼結鉱冷却装置。

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