JP2013079766A - 回転式円型冷却装置及びこれを用いた焼結鉱の冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焼結鉱の品質低下を招くことなく、省電力化を図りながら、焼結鉱の冷却能力を向上できる回転式円型冷却装置及びこれを用いた焼結鉱の冷却方法を提供する。
【解決手段】回転式円型冷却装置１０は、回転テーブル１３の上面に設けた外周側壁１４と内周側壁１５で構成された環状の冷却槽１２と、内周側壁１５下部に設けられた冷却用空気導入口１８と、冷却した焼結鉱１１を外周側壁１４と回転テーブル１３の隙間１６から切出す切出装置２３とを有し、冷却槽１２の上方複数位置から内周側壁１５の内面２６側へ冷却水２７を供給する冷却水供給手段２５が設けられている。焼結鉱の冷却方法は、冷却水供給手段２５により内周側壁１５の内面２６側に供給した冷却水２７を内周側壁１５を伝って流下させ、内周側壁１５の内面２６上部を冷却すると共に、冷却用空気導入口１８まで流下した冷却水２７を、冷却用空気により冷却槽１２内の焼結鉱１１内部に飛散させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、焼結鉱の冷却を行う回転式円型冷却装置及びこれを用いた焼結鉱の冷却方法に関する。

高炉に供給する焼結鉱は、複数種類の粉鉄鉱石を粉コークスと混合し擬似造粒した後、これを焼結機に装入し焼結させることで製造している。この焼結鉱は、焼結機の出側で６００〜８００℃程度の高温となっているため、冷却装置を用いて焼結鉱に冷却用空気を吹付け、焼結鉱を１００℃程度まで冷却した後、この冷却した焼結鉱を複数のコンベヤ等を介して高炉側に搬送している。
一方、高炉の生産性向上に伴い、高炉へ供給する焼結鉱量を増加させる必要があり、冷却装置による焼結鉱の冷却能力向上が求められている。

しかし、冷却能力向上のため、焼結鉱への冷却用空気の吹付け能力を向上させると、電力量が過剰に増大して不経済である。そこで、以下に示す方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、温度を３００℃以下にした焼結鉱に、ミストを含んだ空気を吹付けて冷却する方法が開示されている。
また、特許文献２には、焼結鉱の上部より散水し、焼結鉱の冷却速度を０．５〜１５（℃／秒）以内に調整する方法が開示されている。

特開昭５９−２８５３５号公報 特開平４−１４７９２５号公報

しかしながら、前記従来の方法には、未だ解決すべき以下のような問題があった。
特許文献１の方法では、ノズルの構造が複雑になるため、設備コストがかかって不経済である。更に、圧縮空気を製造するための電力コストが上昇して不経済である。
また、特許文献２の方法は、高温の焼結鉱に直接散水するため、焼結鉱の冷却速度が大きくなって焼結鉱の品質低下（例えば、冷間強度）につながる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、焼結鉱の品質低下を招くことなく、省電力化を図りながら、焼結鉱の冷却能力を向上できる回転式円型冷却装置及びこれを用いた焼結鉱の冷却方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するためになされた本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）回転テーブルの上面の外側円周部に設けた外周側壁と、該外周側壁とは間隔を有して内側に設けた内周側壁とで構成され、上部から焼結鉱が装入される環状の冷却槽と、前記内周側壁の下部に設けられ、前記冷却槽内へ焼結鉱の冷却用空気を供給する冷却用空気導入口と、冷却用空気で冷却した焼結鉱を前記外周側壁の下端と前記回転テーブルの隙間から前記冷却槽の外部へ切出す切出装置とを有する回転式円型冷却装置において、
前記冷却槽の上方の複数位置から前記内周側壁の内面側へ、冷却水を供給する冷却水供給手段が設けられていることを特徴とする回転式円型冷却装置。

（２）前記冷却水供給手段は、冷却水の供給ノズルと、該供給ノズルから供給される冷却水を前記内周側壁の内面上に拡散させる拡散板とを有することを特徴とする（１）記載の回転式円型冷却装置。

（３）前記冷却水供給手段により前記内周側壁の内面側に供給した冷却水を、前記内周側壁を伝って流下させ、該内周側壁の内面上部を冷却すると共に、前記冷却用空気導入口から吹込まれる冷却用空気によって、該冷却用空気導入口まで流下した冷却水を、前記冷却槽内の焼結鉱内部に飛散させることを特徴とする（１）又は（２）記載の回転式円型冷却装置を用いた焼結鉱の冷却方法。

本発明に係る回転式円型冷却装置及びこれを用いた焼結鉱の冷却方法は、冷却水供給手段により、冷却槽の上方の複数位置から内周側壁の内面側へ冷却水を供給するので、冷却水が内周側壁を伝って流下し、内周側壁の内面上部を冷却できる。これにより、冷却槽内に供給された焼結鉱の上側層（高温側）が、冷却水によって急冷されることを抑制しながら、焼結鉱を内周側壁を介して間接的に冷却できる。
また、冷却用空気導入口まで流下した冷却水は、冷却用空気導入口から吹込まれる冷却用空気によって水滴状に細分化されるため、冷却槽内の焼結鉱内部に飛散させることができる。これにより、冷却槽内に供給された焼結鉱の下側層（低温側）を効率的に冷却できる。
従って、本発明の回転式円型冷却装置及びこれを用いた焼結鉱の冷却方法により、焼結鉱の品質低下を招くことなく、省電力化を図りながら、焼結鉱の冷却能力を向上できる。

また、冷却水供給手段が、冷却水の供給ノズルと、冷却水を内周側壁の内面上に拡散させる拡散板とを有する場合、冷却水を冷却槽内に過剰に供給することなく、焼結鉱を効率的に冷却できる。

本発明の一実施の形態に係る回転式円型冷却装置の部分拡大側断面図である。 同回転式円型冷却装置の平面図である。 （Ａ）は変形例に係る回転式円型冷却装置の冷却水供給手段の側面図、（Ｂ）は同冷却水供給手段の部分拡大正面図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る回転式円型冷却装置（以下、単に冷却装置ともいう）１０は、焼結機（図示しない）で製造した高温の焼結鉱１１が装入される平面視して環状の冷却槽１２を有し、焼結鉱１１の品質低下を招くことなく、省電力化を図りながら、焼結鉱１１の冷却能力を向上できる装置である。以下、詳しく説明する。

まず、回転式円型冷却装置１０の基本構造について説明するが、この構造は、例えば、特開昭６２−１１２７３６号公報に記載の冷却装置と略同様であるため、以下、簡単に説明する。
冷却槽１２は、回転テーブル１３の上面の外側円周部に設けた外周側壁１４と、この外周側壁１４の半径方向内側に配置され、外周側壁１４とは間隔を有して設けた内周側壁１５とで構成されている。なお、外周側壁１４の下端と回転テーブル１３との間には、焼結鉱１１を掻き出すための隙間１６が、外周側壁１４の周方向に渡って（環状に）設けられている。また、外周側壁１４と内周側壁１５との間隔は、下方へ向けて徐々に狭くなっている。
これにより、回転テーブル１３の回転によって冷却槽１２も回転する。

外周側壁１４の上部を除く領域には、外周側ルーバ（空気排出口）１７が設けられ、内周側壁１５の下部には、内周側壁１５の周方向に渡って（環状に）内周側ルーバ（冷却用空気導入口の一例）１８が設けられている。
また、冷却槽１２を構成する内周側壁１５の半径方向内側には、複数の空気用配管１９が、回転テーブル１３の中央部から内周側ルーバ１８へ向けて放射状に設けられている。なお、複数の空気用配管１９は、クーラー天板２０で覆われている。
これにより、ブロワ（図示しない）によって吸引した冷却用空気を、各空気用配管１９を介して内周側ルーバ１８に吹付け、冷却槽１２内へ供給して、焼結鉱１１を冷却できる。また、焼結鉱１１の冷却に使用した冷却用空気は、冷却槽１２の上部開口部２０ａ及び外周側ルーバ１７を介して冷却槽１２外に排出される。

冷却槽１２には、冷却槽１２へ焼結鉱１１を供給する給鉱部２１と、２箇所の排鉱部２２とが、冷却槽１２の周方向の異なる位置に配置されている。
この各排鉱部２２には、外周側壁１４の下端の隙間１６から、冷却槽１２内の焼結鉱１１を冷却槽１２外へ切出す（掻き出す）スクレーパ（切出装置の一例）２３と、回転テーブル１３の下方位置に配置され、切出した焼結鉱１１を搬送するベルトコンベア２４（搬送手段）が設けられている。
これにより、焼結機で製造した焼結鉱１１を、給鉱部２１で上部から冷却槽１２内へ供給した後、冷却用空気で冷却した焼結鉱１１を、排鉱部２２で冷却槽１２内から外部へ排出し、ベルトコンベア２４で高炉（図示しない）側に搬送できる。

冷却装置１０には、冷却水の供給ノズル（冷却水供給手段の一例）２５が設けられている。
供給ノズル２５は、内周側壁１５の内面２６側へ冷却水２７を供給できるように、冷却槽１２の半径方向外側から上方へ延設された固定架台２７ａに、冷却槽１２の周方向に複数（冷却装置の規模に応じて、例えば、２〜２０個程度）取付け固定されている。なお、図２では、固定架台２７ａの図示を省略している。
この供給ノズル２５は、冷却槽１２内の焼結鉱１１の冷却効率を考慮して、冷却槽１２の周方向の異なる位置に設置しているが、設置位置は同一ピッチでもよく、また異なるピッチでもよい。なお、供給ノズルには、筒状の配管を使用できるが、例えば、先端部が水平方向に幅広となった扁平状の配管や、スプレー式のノズル等も使用できる。
これにより、冷却槽１２の上方の複数位置から内周側壁１５の内面２６側へ、冷却水２７を供給できる。

また、冷却装置には、上記した供給ノズル２５の代わりに、又は供給ノズル２５と共に、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す冷却水供給手段２８を使用することが好ましい。
冷却水供給手段２８は、冷却水２７の供給ノズル２９と、この供給ノズル２９から供給される冷却水２７を内周側壁１５の内面２６上に拡散させる拡散板３０とを有している。
供給ノズル２９は、固定架台２７ａに取付け固定されている。なお、供給ノズル２９は、先端部が水平方向に幅広となった扁平状の配管であるが、筒状の配管でもよい。
拡散板３０は、外周側壁１４側から内周側壁１５側（即ち、半径方向内側）へ向けて、下方へ傾斜した状態で、固定架台２７ａの下面に取付け固定されている。なお、拡散板３０は、供給ノズル２９を配置する基側（外周側壁１４側）から先側（内周側壁１５側）へかけて、その内幅が広がっている。

また、拡散板３０の先側前方には、拡散板３０とは間隔を有して散水受け板３１が設置されている。この散水受け板３１は、その上端部が固定架台２７ａの下面に取付け固定され、その高さが、拡散板３０から流下する冷却水２７が衝突可能な程度に設定されている。
なお、散水受け板３１は、必要に応じて設置しなくてもよい。
これにより、供給ノズル２９から供給された冷却水２７は、拡散板３０上に流れ落ちた後、拡散板３０の先側に向けて流下しながら、拡散板３０の幅方向に広がる。そして、拡散板３０から流れ出た冷却水２７は、散水受け板３１に衝突して下方に落下し、内周側壁１５の内面２６側へ、冷却水２７を供給できる。

続いて、本発明の一実施の形態に係る焼結鉱の冷却方法について、前記した回転式円型冷却装置１０を用いて、図１、図２を参照しながら説明する。
まず、回転式円型冷却装置１０を駆動し、ブロワによって吸引した冷却用空気を、各空気用配管１９を介して内周側ルーバ１８に吹付け、冷却槽１２内へ供給する。なお、冷却槽１２内に吹込まれた冷却用空気は、外周側ルーバ１７及び上部開口部２０ａを介して冷却槽１２から排出される。
次に、焼結機で製造された高温の焼結鉱１１を、予め設定した粒径以下に調整した後、回転テーブル１３によって回転する冷却槽１２内に、給鉱部２１で上部から連続的に供給する。そして、冷却槽１２内に供給した焼結鉱１１を、冷却用空気で冷却しながら、各排鉱部２２に設けられたスクレーパ２３により、冷却槽１２の下部から掻き出す。

これにより、冷却槽１２への装入時に、高温（例えば、６００〜８００℃程度）であった焼結鉱１１を、冷却槽１２の下側へ移動させながら低温（例えば、１００℃程度）まで冷却し、ベルトコンベア２４により、高炉側へ搬送できる。
しかし、高炉の生産性向上に伴い、高炉側へ供給する焼結鉱量を増加させる場合、冷却装置１０での冷却能力を向上させなければ、焼結鉱１１の冷却が不十分となり、ベルトコンベア２４の損傷等を招く。
そこで、供給ノズル２５により、冷却槽１２の上方の複数位置から内周側壁１５の内面２６側へ冷却水２７を供給する。

このように、供給ノズル２５によって冷却水２７を供給することで、内周側壁１５の内面２６側に供給した冷却水２７を、内周側壁１５を伝って流下させ、内周側壁１５の内面２６上部を冷却できる。この際、装入直後の高温の焼結鉱１１に、冷却水が直接かかることを抑制することが可能となり、焼結鉱１１の品質への悪影響を抑制できる。
また、このとき、内周側ルーバ１８から吹込まれる冷却用空気によって、内周側ルーバ１８まで流下した冷却水２７を、冷却槽１２内の焼結鉱１１内部に、水滴状に細分化して飛散させることができる。冷却槽１２に装入された焼結鉱１１は、冷却槽１２が３〜４周する間に冷却槽１２から排出されるため、飛散した冷却水がかかる焼結鉱１１の温度は４００℃程度以下に低下していることから、焼結鉱１１の品質に悪影響を与えることがほとんどない。
なお、上記した効果を得るには、冷却槽１２内に装入する焼結鉱の高さレベルが、少なくとも内周側ルーバ１８の上端位置よりも高くなるように設定する。
ここで、冷却水供給量の設定手順について説明する。

冷却槽１２から排出される焼結鉱１１の温度が、予め設定した温度以上（ベルトコンベア２４を損傷させる温度以上）に上昇した場合、冷却水２７の供給量を現状よりも増加させる。この冷却水２７の供給量の増加は、予め設定した規定量ずつ、時間をあけて段階的に行うのがよい。
なお、冷却水２７の過剰供給の有無は、冷却槽１２から排出される焼結鉱１１の排出直後のベルトコンベア２４の濡れ状態（ベルトコンベア２４が濡れる程度で、目視により水溜まりが発生しない程度）を基準にして判断するのがよい。これは、冷却水２７が過剰に供給されると（水溜まりが発生すると）、冷却槽１２内に供給した冷却水２７の多くが、焼結鉱１１の冷却に寄与することなく、冷却槽１２の底面まで到達し、その後の焼結鉱１１の搬送過程において、詰まり等を生じる原因となるためである。

一方、冷却槽１２から排出される焼結鉱１１の温度が、予め設定した温度以下（焼結鉱１１が過剰に冷却される温度）に低下した場合、冷却水２７の供給量を現状よりも減少させる。この冷却水２７の供給量の減少は、予め設定した規定量ずつ、時間をあけて段階的に行うのがよい。
なお、冷却水２７の過剰供給の有無は、上記したように、ベルトコンベア２４の濡れ状態を基準にして判断するのがよい。
また、上記したように、冷却水２７の供給量を減少させることなく、冷却用空気の供給量を調整するダンパーを用いて、冷却槽１２に供給する冷却空気量を低減することもできる。これにより、更なる省電力化が図れる。

なお、供給ノズル２５による冷却水２７の供給量は、例えば、焼結鉱の生産量が６００〜１０００（トン／時間）程度の場合、１０〜３０（トン／時間）程度に設定するとよい。
上記した方法により、焼結鉱の冷却を行ったところ、冷却水の供給開始前と比較して、冷却用空気を供給するブロワの平均電力量を７０％程度まで低減できた。また、製造した焼結鉱の強度（品質）は、冷却水の供給開始前と比較してほとんど変化せず、予め設定した管理基準を十分に満足できるものであった。
以上のことから、本発明の回転式円型冷却装置及びこれを用いた焼結鉱の冷却方法を用いることで、焼結鉱の品質低下を招くことなく、省電力化を図りながら、焼結鉱の冷却能力を向上できる。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の回転式円型冷却装置及びこれを用いた焼結鉱の冷却方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、冷却水供給手段を、固定架台に取付け固定した場合について説明したが、内周側壁の内面側へ冷却水を供給できる構成であれば、これに限定されるものではない。例えば、内周側壁に供給ノズル（冷却水供給手段）を取付け、内周側壁の内面側へ冷却水を供給することもできる。
なお、冷却水供給手段を設ける冷却装置は、回転式の円型冷却装置であれば、前記実施の形態の構成に限定されるものではない。

１０：回転式円型冷却装置、１１：焼結鉱、１２：冷却槽、１３：回転テーブル、１４：外周側壁、１５：内周側壁、１６：隙間、１７：外周側ルーバ、１８：内周側ルーバ（冷却用空気導入口）、１９：空気用配管、２０：クーラー天板、２０ａ：上部開口部、２１：給鉱部、２２：排鉱部、２３：スクレーパ（切出装置）、２４：ベルトコンベア、２５：供給ノズル（冷却水供給手段）、２６：内面、２７：冷却水、２７ａ：固定架台、２８：冷却水供給手段、２９：供給ノズル、３０：拡散板、３１：散水受け板

Claims (3)

1. 回転テーブルの上面の外側円周部に設けた外周側壁と、該外周側壁とは間隔を有して内側に設けた内周側壁とで構成され、上部から焼結鉱が装入される環状の冷却槽と、前記内周側壁の下部に設けられ、前記冷却槽内へ焼結鉱の冷却用空気を供給する冷却用空気導入口と、冷却用空気で冷却した焼結鉱を前記外周側壁の下端と前記回転テーブルの隙間から前記冷却槽の外部へ切出す切出装置とを有する回転式円型冷却装置において、
   前記冷却槽の上方の複数位置から前記内周側壁の内面側へ、冷却水を供給する冷却水供給手段が設けられていることを特徴とする回転式円型冷却装置。
2. 請求項１記載の回転式円型冷却装置において、前記冷却水供給手段は、冷却水の供給ノズルと、該供給ノズルから供給される冷却水を前記内周側壁の内面上に拡散させる拡散板とを有することを特徴とする回転式円型冷却装置。
3. 請求項１又は２記載の回転式円型冷却装置を用いた焼結鉱の冷却方法であって、前記冷却水供給手段により前記内周側壁の内面側に供給した冷却水を、前記内周側壁を伝って流下させ、該内周側壁の内面上部を冷却すると共に、前記冷却用空気導入口から吹込まれる冷却用空気によって、該冷却用空気導入口まで流下した冷却水を、前記冷却槽内の焼結鉱内部に飛散させることを特徴とする焼結鉱の冷却方法。

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