JP2019508658A - 焼結装置及び焼結方法 - Google Patents

Abstract

本発明に係る焼結装置は， 移動経路に沿って移動可能に配置され、内部に焼結原料が装入される台車と、焼結原料の上部に炎を噴射するように、移動経路上に設置される点火炉と、台車に吸引力を提供するように、台車の下側から移動経路に沿って配置される複数のウィンドボックスと、台車の上側に配置され、移動経路に沿って延長されて形成されるフードと、複数のウィンドボックスのうち一部と接続され、一部のウィンドボックスに吸入された排ガスを、フードに供給する循環部と、焼結原料として空気を供給するように、フード及び循環部のうち少なくともいずれか一つと接続される空気供給部とを含むことを特徴とする。本発明は、焼結鉱の品質と生産性を向上させ、公害物質排出を低減することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、焼結装置及び焼結方法に係り、より詳しくは、焼結鉱の品質と生産性との品質及び生産性を向上させ、公害物質の排出を低減することができる焼結装置及び焼結方法に関する。

高炉の製銑工程で原料として使用される焼結鉱は、鉄鉱石と、粉コークス（または無煙炭）である結合材を混合した後、コークスを燃焼させ、その燃焼熱で鉄鉱石を焼結させることによって生産される。
普通の焼結鉱の製造設備は、床敷鉱が貯蔵された床敷鉱ホッパーと、鉄鉱石原料と熱源であるコークスが混合された後に組み立てられた配合原料が貯蔵されるサージホッパーと、一方向に並べて配置され、床敷鉱及び配合原料の提供を受けて、工程進行方向に移送される複数の台車と、複数の台車を工程進行方向に移送させるコンベヤーと、コンベヤーによって工程進行方向に移送される台車の上側に設置されて、台車に装入される焼結原料に炎を噴射する点火炉と、複数の台車が一方向に並べて工程進行方向に移送される経路上に並べて設置され、複数の台車の内部を吸引する複数のウィンドボックスと、複数のウィンドボックスの末端に接続されるダクトと、ダクトに接続されて吸引力を発生させるブロワ（図示せず）とを含む。

上記の焼結工程は、台車下部に配置されるウィンドボックスの負圧を形成して、台車に吸引力を加えることにより行われる。即ち、ブロワが駆動されると、台車の上側の空気を、ウィンドボックスが吸入するようになり、焼結原料の上部面に着火された炎が下側に移動しながら焼結が行われる。
従来は、ウィンドボックスを介して吸入された空気を焼結後の排ガスとして外部に排出した。しかし、このようなガスは、環境を汚染する成分を含んでいる。また、焼結の排ガスは、高温の焼結鉱を通過しながら生成されたガスであるため、多くの熱エネルギーを持っている。したがって、焼結の排ガスを外部に排出する場合、環境汚染を引き起こす虞があり、また、多くのエネルギーが失われることになる。

韓国特許ＫＲ２０１４−００１６６５８Ａ

本発明の目的は、焼結工程中に発生した排ガスを循環させて、環境汚染を抑制したり防止することができる焼結装置及び焼結方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、排ガスと空気を焼結原料に供給して、燃焼効率を向上させて、生産性を増大させることができる焼結装置及び焼結方法を提供することにある。

本発明の焼結装置は，移動経路に沿って移動可能に配置され、内部に焼結原料が装入される台車と、焼結原料の上部に炎を噴射するように、移動経路上に設置される点火炉と、台車に吸引力を提供するように、台車の下側から移動経路に沿って配置される複数のウィンドボックスと、台車の上側に配置され、移動経路に沿って延長されて形成されるフードと、複数のウィンドボックスのうち一部と接続され、一部のウィンドボックスに吸入された排ガスを、フードに供給する循環部と、焼結原料として空気を供給するように、フード及び循環部のうち少なくともいずれか一つと接続される空気供給部と、を含むことを特徴とする。

循環部は、複数のウィンドボックス中の一部と接続され、内部にガスが収容される空間を形成する循環配管と、排ガスが移動する経路を形成し、一端が循環配管に接続され、他端がフードに接続される循環ラインと、循環ラインに設置されるブロワとを含むことが好ましい。
循環配管は、排ガスの流量が増加してから減少する地点と排ガスの温度が最大になる地点との間のウィンドボックスと接続されることができる。
フードは、焼結原料の最下層の燃焼が開始される地点のウィンドボックス上部から移動経路の最後方に配置されるウィンドボックスの上部まで覆うことがよい。

上記フードが覆うウィンドボックスの数が、循環配管と接続されるウィンドボックスの数より多いことが好ましい。
フードの上部面に開口部が形成され、空気供給部は、開口部を開閉するように、フードに設置されるドアユニットを含むことができる。
開口部は、循環ラインと、フードとが接続される部分より、点火炉に近接することがよい。

フードの内部に設置される圧力センサと、フードの内部の圧力に応じてドアユニットの動作を制御する制御部とをさらに含むことができる。
空気供給部は、空気が移動する経路を形成し、循環ラインと接続される供給ラインを含むことがよい。
循環ラインの内部に設置される酸素センサと、循環ラインの内部の酸素濃度に応じて循環ラインに供給される空気の量を調整する制御部とをさらに含むことが好ましい。

本発明の焼結鉱を製造する方法は、移動経路に沿って移動する台車に焼結原料を装入する段階と、焼結原料の上部面に炎を着火させる段階と、焼結原料の下部方向に排ガスを吸入する段階と、空気と吸入された排ガスの一部を、移動経路上に設置されるフードを介して台車内の焼結原料に供給する段階と含むことを特徴とする。

空気を原料に供給する段階は、フードの内部の圧力を測定する段階と、フードの内部の圧力が、予め設定された設定圧力値未満の場合、焼結原料に空気を供給する段階とを含むことがよい。
空気と吸入された排ガスの一部を焼結原料に供給する段階は、フードの先端部から空気を噴射し、フードの後端部から排ガスを噴射する段階を含むことが好ましい。
空気を原料に供給する段階は、吸入された排ガスの酸素濃度を測定する段階、及び 吸入された排ガスの酸素濃度が予め設定された設定濃度値以下である場合、焼結原料に空気を供給する段階を含むことができる。

本発明の実施例によると、空気と焼結工程中に発生する排ガスを焼結原料に供給して、焼結工程に関与させることができる。したがって、排ガスを循環させて再利用するため、排ガスによる環境汚染を抑制したり防止することができる。
また、排ガスは、酸素濃度が普通の空気より低いため、燃焼効率を低下させる。このため、排ガスと共に酸素濃度の高い空気を、一緒に焼結原料に供給することで、燃焼効率が低下することを抑制したり防止することができる。即ち、空気を供給して、焼結原料の燃焼効率を向上させることができ、焼結工程の生産性が増大される。
また、焼結原料の焼結が進むことにつれて、通気抵抗が増加して、焼結原料を通過する空気の量を減少させることになるため、通気抵抗が増加する領域において、空気をより大きい吸引力で吸入する。このため、焼結原料を通過する空気の量が減少することを防止して、焼結原料の燃焼が安定的に行われることができる。これによって、生成される焼結鉱の品質が向上させることができる。

本発明の実施例に係る焼結装置を示す図である。 本発明の実施例に係る焼結工程中の焼結層の断面現象の断面形状及び排ガスの特性を示す図である。 本発明の別の実施例に係る焼結装置を示す図である。 本発明のまた別の実施例に係る焼結装置を示す図である。 本発明の実施例に係る焼結方法を示す図である。

以下、添付した図面を基にして、本発明の実施例をより詳細に説明する。しかし、本発明は、以下で開示される実施例に限定されるものではなく、お互いに異なる多様な形態で具現されるものであり、単に本実施例は、本発明の開示が完全が完全になるように、通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に教えるために提供されるものである。発明を詳細に説明するために、図面は誇張されることがある。図面上で同一符号は、同一の要素を指す。

図１は、本発明の実施例に係る焼結装置を示す図である。
図１に示したとおり、本発明の実施例に係る焼結装置１００は、移動経路に沿って移動可能に配置され、内部に焼結原料が装入される台車１１０と、焼結原料の上部に炎を噴射するように、移動経路上に設置される点火炉１３０と、台車１１０に吸引力を提供するように台車１１０の下側から移動経路に沿って配置される複数のウィンドボックス１４０と、台車１１０の上側に配置され、移動経路に沿って延長されて形成されるフード１５０と、複数のウィンドボックス１４０うち一部と接続され、一部のウィンドボックス１４０に吸入された排ガスを、フード１５０に供給する循環部１６０と、焼結原料に空気を供給するように、フード１５０及び循環部１６０のうち少なくともいずれか一つと接続される空気供給部１７０とを含む。
また、焼結装置１００は、台車１１０に焼結原料を装入させる装入部１２０と、複数のウィンドボックス１４０のうち、循環部１６０と接続されていないウィンドボックス１４０と接続されるガス排出部５０と、空気供給部１７０の動作を制御する制御部１９０とをさらに含み、フード１５０の内部の圧力を測定する圧力センサ１８１及び循環部１６０に吸入された排ガスの酸素濃度を測定する酸素センサ１８２中の少なくともいずれか一つを備える。

台車１１０は、無限軌道方式で移動するように配置され、閉ループを形成して上部側の移動経路と下部側の回送経路及び移動経路と回送経路を接続してくれる転換経路が形成される。移動経路では、台車１１０の内部に焼結原料を装入して焼結させる作業が実行され、回送経路では、焼結鉱が排鉱された空の台車１１０が移動する。
例えば、移動経路は前後方向に延長されて形成されることができ、移動経路中に最前方に位置し、装入部１２０が配置される装入区間、装入区間の後方に位置して点火炉１３０が配置される点火区間、点火区間の後方に位置して焼結原料が焼結される焼結区間を含むことができる。即ち、装入区間を通過する時は、台車１１０に焼結原料が装入され、点火区間を通過する時は、台車１１０内の原料に炎が着火され、焼結区間では原料に着火された炎が焼結原料の上部から下部に移動しながら焼結鉱が製造される。この時、台車１１０は移動経路の前方から後方に移動する。
台車１１０は、内部に焼結原料が収容される空間を形成し、複数個が無限軌道に設置されて、移動経路及び回送経路を移動する。これによって、複数の台車１１０が移動経路から回送経路へ移動したり、回送経路から移動経路へ移動しながら連続的に焼結鉱を製造する作業を実行することができる。

装入部１２０は、移動経路中に装入区間に配置される。装入部１２０は、台車１１０の開放された上部に焼結原料を装入することができるように、台車１１０の上側に位置する。装入部１２０は、内部に焼結原料が貯蔵されるホッパー及びホッパーの下部に配置されて、ホッパーから排出される焼結原料を台車１１０の内部に案内する装入シュートを含む。これによって、装入区間を通過する台車１１０の内部に焼結原料が装入される。
点火炉１３０は、移動経路中に点火区間に配置される。点火炉１３０は、装入部１２０の後方に配置され、台車１１０の上側から台車１１０に装入された原料に炎を噴射する役割をする。これによって、点火区間を通過する台車１１０内の装入原料を着火させる。
ウィンドボックス１４０は、複数個が移動経路に沿って配置され、移動経路を通過する台車１１０の下部で排ガスを吸入する役割をする。これによって、台車１１０の上側の空気が、台車１１０の内部の焼結原料を通過してウィンドボックス１４０に吸入される。したがって、焼結原料の上部面に着火された炎が、空気に沿って下側へ移動しながら焼結原料の全体を焼結させる。

ガス排出部５０は、複数のウィンドボックス１４０中の循環部１６０と接続されていないウィンドボックス１４０に吸引力を提供し、吸入された排ガスを外部に排出する役割をする。ガス排出部５０は、ウィンドボックス１４０の下部と接続され，内部に吸入された排ガスが収容される空間を有する吸入配管５１、吸入配管５１に接続される集塵機５２、メインブロワ５３及び煙突５４を含む。これによって、メインブロワ５３が吸引力を発生させると、吸入配管５１にウィンドボックス１４０に流入された排ガスが吸入され、集塵機５２を通してろ過された後、煙突５４に排出される。この時、排ガスは、焼結原料を通過してウィンドボックス１４０に吸入された空気である。
循環部１６０は、複数のウィンドボックス１４０うち一部と接続されて吸入される排ガスを循環させ、台車１１０の上部に供給する役割をする。循環部１６０は、複数のウィンドボックス１４０うち一部と接続され、内部に排ガスが収容される空間を形成する循環配管１６１と、排ガスが移動する経路を形成し、一端が循環配管１６１に接続され、他端がフード１５０に接続される循環ライン１６２と、循環ライン１６２に設置されるブロワ１６３とを含む。
循環配管１６１は、内部に排ガスが収容される空間を形成し、複数のウィンドボックス１４０うち一部と接続される。詳細には、循環配管１６１が排ガスの流量が増加してから減少する地点と排ガスの温度が最大になる地点との間のウィンドボックス１４０と接続される。

図２は、本発明の実施例に係る焼結工程中の焼結層の断面現象の断面形状及び排ガスの特性を示す図である。
燃焼帯は、焼結原料の燃焼が活発に起きて温度が高い領域である。図２に示したとおり、燃焼帯は上部から下部へ吸入される空気によって、徐々に下側へ移動し、燃焼帯の上部は、常温の空気により冷却される。この時、燃焼帯の通気抵抗が未焼結された焼結原料より、大きいため、燃焼帯の厚さが増加すると、ウィンドボックス１４０に吸入される排ガスの量が減少する。したがって、排ガスの流量が増加してから減少する地点Ａは、台車１１０の内部の通気抵抗が増加する地点（燃焼帯の厚さが増加する地点）である。

一方、燃焼帯を通過した高温の空気は、燃焼帯の下部の未焼結された焼結原料と出会うことで、温度が低下する。燃焼帯で気化された水蒸気は、凝縮されて湿潤帯を形成する。燃焼帯が台車１１０の底まで到達すると、湿潤帯及び未焼結された焼結原料層がなくなることになる。したがって、燃焼帯を通過した高温の空気が未焼結された焼結原料または湿潤帯を通過しながら冷却されず、高温の状態でウィンドボックス１４０に吸入される。これによって、ウィンドボックス１４０に吸入される排ガスの温度が最大温度まで上昇した後、焼結原料の焼結がほぼ完了される地点から温度が減少する。
このような排ガスの流量が増加してから減少する地点と排ガスの温度が最大になる地点（ＢＴＰ：Ｂｕｒｎ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｐｏｉｎｔ）間のウィンドボックス１４０において通気抵抗が増加するため、空気がスムーズに吸入されるように、この領域のウィンドボックス１４０だけ別途に循環配管１６１と接続して、他のウィンドボックス１４０より、もっと大きい吸引力を提供することができる。即ち、燃焼帯の厚さが増加することによって大きくなった通気抵抗が増加するが、ウィンドボックス１４０の吸引力を増加させて風量を増加させることができる。したがって、焼結原料の焼結がスムーズに行われて製造される焼結鉱の生産性及び品質が向上される。

また、排ガスの流量が増加してから減少する地点Ａの以前のウィンドボックス１４０と循環配管１６１を接続すると、燃焼速度は速くなるが、空気がより速く冷却される。したがって、焼結層に供給される熱が不十分で、焼結鉱の強度が低下することになる。したがって、排ガスの流量が増加してから減少する地点、またはそれ以降の地点でウィンドボックス１４０と循環配管１６１を接続しなければならない。
さらに、排ガスの流量が増加してから減少する地点Ａは、ＳＯｘが発生する地点でもある。ＳＯｘは、排ガス内の水分と反応して硫酸を発生させ、循環配管１６１の内部を腐食させる。したがって、循環配管１６１の内部の温度が硫酸が生成される酸露点以上の温度になるように、高温の排ガスも一緒に循環配管１６１へ流入させることがよい。これによって、排ガス 温度が最大になる地点までウィンドボックス１４０を、循環配管１６１と接続して高温の排ガスで循環配管１６１の内部温度を上昇させることが好ましい。
あるいは、排ガスの流量が増加してから減少する地点、又は、焼結原料に含まれる石炭が枯渇される地点、又は、排ガスの温度勾配の変曲点（ＢＲＰ：Ｂｕｒｎ Ｒｉｓｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ）までのウィンドボックス１４０と循環配管１６１を接続することがよい。

この時、各ウィンドボックス１４０に排ガスの流量を測定する流量センサ及び排ガスの温度を測定する温度センサが設置されることが好ましい。これにより、複数のウィンドボックス１４０中、排ガスの流量が増加してから減少する地点及び排ガスの温度が最大になる地点の位置を知ることができる。
循環ライン１６２は、排ガスが移動する経路を形成する。循環ライン１６２は、一端が循環配管１６１の下部に接続され、他端がフード１５０の上部に接続される。これにより、循環配管１６１に吸入された排ガスが循環ライン１６２に沿って移動して、フード１５０に供給される。
ブロワ１６３は、循環ライン１６２に設置され、吸引力を発生させる。これによって、ウィンドボックス１４０に排ガスが吸入され、ウィンドボックス１４０に吸入された排ガスが循環ライン１６２を介してフード１５０に供給される。

複数のウィンドボックス１４０中の循環配管１６１と接続されるウィンドボックス１４０には、ブロワ１６３が吸引力を提供し、吸入配管５１と接続されたウィンドボックス１４０には、メインブロワ５３が吸引力を提供する。これによって、一つのブロワで、全てのウィンドボックス１４０に吸引力を提供する場合より、各ウィンドボックス１４０にもっと大きい吸引力を提供することができる。この時、循環配管１６１に接続されたウィンドボックス１４０の数が吸入配管５１に接続されたウィンドボックス１４０の数より少ない。したがって、ブロワ１６３とメインブロワ５３が発生させる吸引力の大きさが同じであっても、循環配管１６１に接続されたウィンドボックス１４０により大きい吸引力が発生させることができる。即ち、通気抵抗が大きい領域に、より大きい吸引力を提供して、排ガスの流量が減少することを抑制したり防止することができる。
フード１５０は、台車１１０の上側に離隔配置され、循環配管１６１に吸入された排ガスを台車１１０内の焼結原料に供給する役割をする。フード１５０は、前後方向に延長されて形成され、ウィンドボックス１４０の上部を覆うように、上部と側面が詰まっていて、下部が開放される。したがって、フード１５０の内部に供給された排ガスがフード１５０の下部に排出される。

例えば、フード１５０は、焼結原料の最下層の燃焼が開始される地点（あるいは、燃焼帯が台車１１０の下部に到達する地点）のウィンドボックス１４０の上部から、移動経路の最後方に配置されるウィンドボックス１４０の上部まで覆うように延長して形成される。
排ガスは、空気が焼結原料を通過することにより発生するが、空気内の酸素によって、焼結原料が燃焼される。したがって、排ガスは、普通の空気より、酸素濃度が低い。このような排ガスを、燃焼が最も活発に行われる部分に供給すると、焼結鉱の生産性及び品質が低下する。
その一方で、排ガスを燃焼が少なく起こる領域に供給して、排ガスを循環させることができる。即ち、フード１５０は、燃焼が少なく起こり始める地点（又は、焼結原料の最下層の燃焼が開始される地点）から、燃焼が完全に完了される地点（又は、移動経路の最後方の地点）の間のウィンドボックス１４０へ排ガスを供給するように延長して形成されることがよい。

また、フード１５０が覆うウィンドボックス１４０の数が循環配管１６１と接続されるウィンドボックス１４０の数より多いことが好ましい。循環配管１６１に吸入された排ガスは、高温であるため、普通の空気より体積が大きい。ウィンドボックス１４０が吸入することができる排ガスの体積は、限定されているので、フード１５０が覆うウィンドボックス１４０の数が少ないと（又は、フード１５０が排ガスを供給する領域が減少すると）、フード１５０から排出される排ガス中の一部は、ウィンドボックス１４０に吸入しきれなくなり、外部へ流出して環境汚染を誘発する虞がある。
フード１５０の延長される長さを増加させて、フード１５０が覆うウィンドボックス１４０の数を増加させると、フード１５０から排出される排ガスがウィンドボックス１４０に全て吸入することができるので、フード１５０から排出される排ガスが外部に流出することを防止することができる。したがって、ウィンドボックス１４０がフード１５０から排出された排ガスを全て吸入することができるように、フード１５０が覆うウィンドボックス１４０の数を循環配管１６１と接続されるウィンドボックス１４０の数より増加させることが好ましい。この時、前後方向を基準にして、フード１５０の先端部の位置と循環配管１６１の後端部の位置は、お互いに重なることができる。

本発明の一実施例に係る空気供給部１７０は、フード１５０の上部に設置されるドアユニット１７１を含む。この時、フード１５０の上部面の少なくとも一部には、開口部が形成されることがよく、フード１５０に設置されて開口部を開閉することができる。また、空気供給部１７０から供給する空気は、焼結原料を通過していない普通の空気または外部の空気（外気）であることがよい。
例えば、フード１５０の開口部は、四角形の形態に形成され、ドアユニット１７１は、開口部を覆うプレートとプレートを移動させる駆動機を含む。
プレートは、開口部の形状に対応して形成され、フード１５０に摺動可能に設置される。例えば、プレートは、フード１５０の上部面で前後進行可能に設置され、これによって、プレートを前進させると、プレートが開口部に対応して位置し、開口部を閉鎖する。逆に、プレートを後進させると、プレートが移動しながら開口部が開放される。したがって、フード１５０の開口部を開放すると、外部の空気がフード１５０の内部に流入する。フード１５０の開口部を閉鎖すると、外部の空気がフード１５０の内部に流入することを遮断する。しかし、プレートの構造や形状及びフード１５０に設置される方法は、これに限定されることなく、多様であることができる。

駆動機は、プレートを移動させる役割をする。例えば、駆動機は、シリンダであり、一端がプレートに接続され、他端がフード１５０に固定して設置される。これにより、駆動機の一端が前進すると、プレートが前進して、フード１５０の開口部を閉鎖し、駆動機の一端が後進すると、プレートが後進してフード１５０の開口部を開放する。しかし、駆動機がプレートを移動させる方法は、これに限定されることなく、多様であることができる。
この時、開口部は循環ライン１６２とフード１５０との接続される部分より、点火炉１３０に接するように配置される。即ち、開口部が循環ライン１６２とフード１５０との接続される部分より、前方に位置する。例えば、前後方向を基準に、開口部は、フード１５０の１／２の地点以前（あるいは中心部）に形成され、循環ライン１６２は、フード１５０の１／２の地点以降の部分と接続されることができる。したがって、フード１５０が覆うウィンドボックス１４０中の前方に位置するウィンドボックス１４０には、空気が流入され、後方に位置するウィンドボックス１４０には、循環ガスが供給されることになる。即ち、フード１５０が覆うウィンドボックス１４０中の前方に位置するウィンドボックス１４０を通過する台車１１０と、後方に位置するウィンドボックス１４０を通過する台車１１０中の前方に位置する台車１１０内で、燃焼がもっと活発に実行される。即ち、前方に位置する台車１１０により多い酸素が供給されなければならない。これによって、燃焼がもっと活発に行われる前方の台車１１０に空気を供給し、後方の台車１１０には、酸素の量の少ない排ガスを供給する。
また、フード１５０の内部には、圧力センサ１８１が設置されることが好ましい。圧力センサ１８１を、フード１５０の内部の圧力を測定する役割をする。圧力センサ１８１は、一つ備えて、フード１５０の内部の何れか一点の位置の圧力を測定するか、あるいは複数個を備えてフード１５０の内部の複数の位置で圧力を測定する。

制御部１９０は、フード１５０の内部の圧力に応じてドアユニット１７１の動作を制御する役割をする。制御部１９０は、圧力センサ１８１と接続されて、フード１５０の内部の圧力の情報を送受信する送受信機１９１と、送受信機１９１と接続されて送受信機１９１に入るフード１５０の内部の圧力と予め設定された設定圧力値を比較する判断機１９２と、判断機１９２の判断に基づいて駆動機の動作を制御する制御機１９３を含むことができる。
判断機１９２は、フード１５０の内部の圧力と設定圧力値を比較して、フード１５０の内部の圧力が設定圧力値未満であると、制御機にフード１５０の開口部を開放するように信号を送る。この時、設定圧力値は、大気圧であることがよい。即ち、フード１５０の内部に空気が流入されるためには、フード１５０の内部の圧力が大気圧より低くあるべきである。したがって、フード１５０の内部の圧力が大気圧より低い場合、開口部を開放すると、外部の空気は自ら開口部を通じてフード１５０の内部に流入する。
逆に、フード１５０の内部の圧力が設定圧力値より高ければ、制御機は、フード１５０の開口部を閉鎖する。即ち、フード１５０の内部の圧力が大気圧より高ければ、フード１５０の内部のガスが外部へ放出されることになる。これによって、フード１５０の内部の排ガスが、外部に放出されて環境を汚染させる虞がある。したがって、フード１５０の内部の圧力が、外部の圧力より高い場合、フード１５０の開口部を閉鎖してフード１５０の内部の排ガスが外部に流出されるのを防止する。しかし、設定圧力値は、これに限定されることなく、多様であることができる．

図３は、本発明の別の実施例に係る焼結装置を示す図である。
図３に示したとおり、本発明の別の実施例に係る空気供給部１７０は、空気が移動する経路を形成し、循環ラインと接続される供給ライン１７５及び供給ライン１７５に設置される制御バルブ１７６を含み、供給ライン１７５に設置されて、空気を冷却させる冷却機（図示せず）を含む。

供給ライン１７５は、一端が循環ライン１６２に接続され、他端に空気が注入される。これによって、供給ライン１７５に沿って移動する空気が循環ライン１６２に供給され、循環ライン１６２を移動する排ガスと混合されてフード１５０に供給される。
制御バルブ１７６は、供給ライン１７５の形成する空気の移動経路を開閉する役割をする。これによって、制御バルブ１７６を開けると、循環ライン１６２に空気が供給され、制御バルブ１７６を閉じると、循環ライン１６２には空気が供給されなくなる。
冷却機（図示せず）は、制御バルブ１７６と供給ライン１７５の他端の間に位置して、供給ライン１７５に沿って移動する空気を冷却する役割をする。即ち、循環ライン１６２に沿って移動する排ガスは、高温であるため、体積が大きい。したがって、高温の排ガスの温度を下げるために、冷却された空気を循環ライン１６２に供給することにより、空気と混合された排ガスは、温度が低下して体積が小さくなる。

循環ライン１６２の内部には、排ガスの酸素濃度を測定する酸素センサ１８２を設置することが好ましい。酸素センサ１８２は、循環ライン１６２を通過するガスの酸素濃度を測定する役割をする。
この時、制御部１９０は、循環ライン１６２の内部の酸素濃度に応じて循環ライン１６２に供給される空気の量を調整する。制御部１９０は、酸素センサ１８２と接続されて、排ガスの酸素濃度情報を送受信する送受信機１９１と、送受信機１９１と接続されて送受信機１９１に入る排ガスの酸素濃度を予め設定された設定濃度値と比較する判断機１９２と、判断機１９２の判断に基づいて制御バルブ１７６の動作を制御する制御機１９３とを含む。
判断機１９２は、排ガスの酸素濃度を設定濃度値と比較して、排ガスの酸素濃度が設定濃度値以下であれば、制御機１９３に制御バルブ１７６を開放する信号を送る。例えば、設定濃度値は、１３〜１６％間の値中のいずれかが選択される。即ち、排ガスの酸素濃度は、普通の空気より低い。したがって、排ガスは、普通の空気に比べて、焼結原料の燃焼効率を低下させることになる。このため、排ガスの酸素濃度が低すぎると、排ガスに空気を供給して酸素濃度を増加させることが好ましい。しかし、設定濃度値は、これに限定されることなく、多様であることができる．

図４は、本発明のまた別の実施例に係る焼結装置を示す図である。
図４に示したとおり、本発明のまた別の実施例に係る空気供給部１７０は、フード１５０に形成された開口部を開閉するドアユニット１７１と、ドアユニット１７１を移動させる駆動機と、循環ライン１６２と接続されて空気を供給する供給ライン１７５と、供給ライン１７５を開閉する制御バルブ１７６とを全て含む。また、フード１５０の内部には、圧力センサ１８１が設置されることができ、循環ライン１６２の内部には、排ガスの酸素濃度を測定する酸素センサ１８２が設置されることがよい。
この時、制御部１９０は、フード１５０の内部の圧力に応じて、ドアユニット１７１の動作を制御し、循環ライン１６２の内部の酸素濃度に応じて、循環ライン１６２に供給される空気の量を調整する。制御部１９０は、圧力センサ１８１及び酸素センサ１８２に接続されて、フード１５０の内部の圧力情報と排ガスの酸素濃度の情報を送受信する送受信機１９１と、送受信機１９１に接続されて送受信機１９１に入るフード１５０の内部の圧力、及び排ガスの酸素濃度を予め設定された設定圧力値、及び設定濃度値とそれぞれ比較する判断機１９２と、判断機１９２の判断に基づいて駆動機及び制御バルブ１７６中の少なくともいずれか一つの動作を制御する制御機１９３とを含む。

判断機１９２は、フード１５０の内部の圧力と設定圧力値を比較してフード１５０の内部の圧力が設定圧力値未満であれば、制御機１９３にフード１５０の開口部を開放するように信号を送る。逆に、フード１５０の内部の圧力が設定圧力値より高ければ、制御機１９３はフード１５０の開口部を閉鎖するように信号を送る。
判断機１９２は、排ガスの酸素濃度を設定濃度値と比較して、排ガスの酸素濃度が設定濃度値以下であれば、制御機１９３に制御バルブ１７６を開放する信号を送る。また、排ガスの酸素濃度が設定濃度値以下であれば、駆動機の動作を制御して、フード１５０の開口部も開放するように信号を送る。これによって、フード１５０の内部に、空気が流入されて、焼結原料に供給される酸素の濃度を増加させることができる。

図５は、本発明の実施例に係る焼結方法を示す図である。
図５に示したとおり、本発明の実施例に係る焼結方法は、焼結鉱を製造する方法であって、移動経路に沿って移動する台車に焼結原料を装入する段階Ｓ１００と、焼結原料の上部面に炎を着火させる段階Ｓ２００と、焼結原料の下部方向に排ガスを吸入する段階Ｓ３００と、空気と吸入された排ガスの一部を移動経路上に設置されるフードを介して台車内の焼結原料に供給する段階Ｓ４００とを含む。

まずは、複数の台車１１０を装入部１２０の下側に、順次的に通過させながら台車１１０ごとに焼結原料を装入して、原料層を形成する。複数の台車１１０が、点火炉１３０の下側を順次的に通過する時、点火炉１３０で炎が噴射されて、原料層の上部面に炎が着火される。台車１１０がウィンドボックス１４０を通過する時、上部から下部へ吸入される空気によって、炎が下側に移動しながら焼結原料が焼結され、焼結鉱が製造される。焼結鉱は、クーラー（図示せず）に供給されて冷却される。
この時、一部のウィンドボックス１４０に吸入された空気（又は、排ガス）を移動経路を通過する台車１１０内の焼結原料に供給する。特に、排ガスの流量が増加してから減少する地点と排ガスの温度が最大になる地点との間のウィンドボックス１４０に吸入された排ガスを循環させることができる。
排ガスの流量が増加してから減少する地点と排ガスの温度が最大になる地点との間を通過する台車１１０内の焼結原料の通気抵抗が他の部分を通過する台車１１０内の焼結原料の通気抵抗より大きい。通気抵抗の大きい部分では、焼結原料を通過する空気の量が減少して焼結の進行がスムーズにならないことがある。

排ガスの流量が増加してから減少する地点と排ガスの温度が最大になる地点との間のウィンドボックス１４０と循環配管１６１とを接続し、ブロワ１６３を介して循環配管１６１と接続されたウィンドボックス１４０に吸引力を提供すると、循環配管１６１と接続されたウィンドボックス１４０が、より高い吸引力で空気を吸入することができる。
したがって、排ガスの流量が増加してから減少する地点と排ガスの温度が最大になる地点との間を通過する焼結原料の通気抵抗が大きくても、ブロワ１６３から提供される吸引力も増加するため、焼結原料を通過する空気の風量が減少するのを最小限にすることができる。これによって、焼結原料の焼結がスムーズに進行されて、焼結された焼結鉱の品質が向上される。
循環配管１６１に吸入された排ガスは、循環ライン１６２を介して台車１１０の上側に配置されるフード１５０に供給される。フード１５０は、焼結原料の最下層の燃焼が開始される地点（あるいは、燃焼帯が台車１１０の下部に到達する地点）のウィンドボックス１４０の上部から移動経路の最後方に配置されるウィンドボックス１４０の上部まで覆うように延長して形成されることがよい。即ち、排ガスの酸素濃度が普通の空気より小さいため、フード１５０は、燃焼が少なく起こる領域（又は、酸素が少なく必要とする領域）に排ガスを供給する。

フード１５０の下側には、フード１５０から排出される排ガスを十分に吸入することができるほどの数以上にウィンドボックス１４０が配置されなければならない。例えば、フード１５０から排出する空気を下側のウィンドボックス１４０が十分に吸入しなければ、吸入されなかった空気が、外部に流出して、環境を汚染させる虞がある。したがって、循環配管１６１と接続されて吸入される空気の量を考慮して、フード１５０の前後方向の長さ、又はフード１５０のカバーするウィンドボックス１４０の数を調整する必要がある。
また、外部の空気を移動経路を通る台車１１０内の焼結原料に供給することができる。排ガスは、普通の空気に比べて、酸素濃度が低いため、焼結原料の燃焼効率を減少させる。これによって、排ガスより酸素濃度の高い空気を、排ガスと一緒に焼結原料に供給して、焼結原料の燃焼効率を向上させることができる。
空気は、フード１５０を介して直接に焼結原料に供給することができ、排ガスと空気を混合して焼結原料に供給することもできる。例えば、フード１５０に開口部を開閉するドアユニット１７１の動作を制御する。

まずは、フード１５０の内部の圧力を測定する。フード１５０の内部の圧力と設定圧力値を比較して、フード１５０の内部の圧力が設定圧力値未満であれば、フード１５０の開口部を開放する。この時、設定圧力値は、大気圧である。即ち、フード１５０の内部に空気が流入されるには、フード１５０の内部の圧力が大気圧より低くなければならない。したがって、フード１５０の内部の圧力が大気圧より低い場合、開口部を開放すると外部の空気は自ら開口部を介してフード１５０の内部に流入され、焼結原料に供給される。
逆に、フード１５０の内部の圧力が設定圧力値より高ければ、フード１５０の開口部を閉鎖する。即ち、フード１５０の内部の圧力が大気圧より高ければ、フード１５０の内部のガスが外部に放出されることになる。これによって、フード１５０の内部の排ガスが外部に放出されて、環境を汚染させる虞がある。したがって、フード１５０の内部の圧力が、外部の圧力より高い場合、フード１５０の開口部を閉鎖して、フード１５０の内部の排ガスが外部に流出することを防止する。
この時、フードの先端部から空気を噴射し、フードの後端部から排ガスを噴射することができる。例えば、前後方向を基準として、フード１５０の１／２の地点（あるいは、中心部）以前の領域では空気を噴射し、フード１５０の１／２の地点以降の領域では排ガスを噴射することができる。即ち、フード１５０の１／２の地点以前の領域に開口部が形成され、フード１５０の１／２の地点以降の領域が循環ライン１６２と接続されて排ガスを供給してもらうことになる。

フード１５０が覆うウィンドボックス１４０のうち、前方に位置するウィンドボックス１４０を通る台車１１０と、後方に位置するウィンドボックス１４０を通る台車１１０のうち前方に位置する台車１１０内で、燃焼がより活発に行われる。したがって、前方に位置する台車１１０により多くの酸素が供給され、燃焼効率が向上されることになる。これによって、燃焼がより活発に行われる前方の台車１１０に空気を供給し、後方の台車１１０には酸素の量の少ない排ガスを供給することがよい。
一方、循環ライン１６２を移動する排ガスの酸素濃度を測定することが好ましい。その後、排ガスの酸素濃度を設定濃度値と比較して、排ガスの酸素濃度が設定濃度値以下であれば、制御バルブ１７６を開放する。例えば、設定濃度値は、１３〜１６％の間の値のうち、いずれの一つを選択することができる。これによって、排ガスの酸素濃度が低すぎると、排ガスに空気を供給して酸素濃度を増加させる。したがって、焼結原料に排ガスと空気が混合されたガスが供給される。
又は、排ガスの酸素濃度が設定濃度値以下であれば、フード１５０の開口部も開放することもできる。これによって、フード１５０の内部に空気が流入されて、焼結原料に供給される酸素の濃度を増加させることができる。しかし、開口部が開放される時点は、これに限定されることなく、常に開放されることもありうる。

このように、空気と焼結工程中に発生する排ガスとを焼結原料に供給して、焼結工程に関与させる。したがって、排ガスを循環させて再利用するため、排ガスによる環境汚染を抑制したり防止することができる。
また、排ガスは、酸素濃度が普通の空気より低いため、燃焼効率を低下させることになる。したがって、排ガスと一緒に酸素濃度の高い空気を一緒に焼結原料に供給し、燃焼効率が低下するのを抑制したり防止する。即ち、空気を供給して、焼結原料の燃焼効率を向上させることができ、焼結工程の生産性を増大させることができる。
また、焼結原料の焼結が進むにつれて、通気抵抗が増加して、焼結原料を通過する空気の量が減少することがあるが、通気抵抗が増加される領域で、空気をより大きい吸引力で吸入することができる。したがって、焼結原料を通過する空気の量が減少することを防止して、焼結原料の燃焼が安定的に行われることができる。これによって、生成される焼結鉱の品質を向上させることができる。

以上のとおり、本発明の詳細な説明では、具体的な実施例について説明したが、本発明の範疇から脱離されない限度内で様々な変形が可能である。従って、本発明の範疇は説明された実施例に限定されることなく、以下に記載される特許請求の範囲及び、この特許請求の範囲と均等なものによって定められなければならない。

５０：ガス排出部
５１：吸入配管
５２：集塵機
５３：メインブロワ
５４：煙突
１００：焼結装置
１１０：台車
１２０：装入部
１３０：点火炉
１４０：ウィンドボックス
１５０：フード
１６０：循環部
１６１：循環配管
１６２：循環ライン
１６３：ブロワ
１７０：空気供給部
１７１：ドアユニット
１７５：供給ライン
１７６：制御バルブ
１８１：圧力センサ
１８２：酸素センサ
１９０：制御部
１９１：送受信機
１９２：判断機
１９３：制御機

Claims (14)

1. 移動経路に沿って移動可能に配置され、内部に焼結原料が装入される台車と、
   前記焼結原料の上部に炎を噴射するように、前記移動経路上に設置される点火炉と、
   前記台車に吸引力を提供するように、前記台車の下側から前記移動経路に沿って配置される複数のウィンドボックスと、
   前記台車の上側に配置され、前記移動経路に沿って延長されて形成されるフードと、
   前記複数のウィンドボックスのうち一部と接続され、一部のウィンドボックスに吸入された排ガスを、前記フードに供給する循環部と、
   前記焼結原料として空気を供給するように、前記フード及び前記循環部のうち少なくともいずれか一つと接続される空気供給部と、を含むことを特徴とする焼結装置。
2. 前記循環部は、
   前記複数のウィンドボックス中の一部と接続され、内部にガスが収容される空間を形成する循環配管と、
   排ガスが移動する経路を形成し、一端が前記循環配管に接続され、他端が前記フードに接続される循環ラインと、
   前記循環ラインに設置されるブロワとを含むことを特徴とする請求項１に記載の焼結装置。
3. 前記循環配管は、排ガスの流量が増加してから減少する地点と排ガスの温度が最大になる地点との間のウィンドボックスと接続されることを特徴とする請求項２に記載の焼結装置。
4. 前記フードは、焼結原料の最下層の燃焼が開始される地点のウィンドボックス上部から前記移動経路の最後方に配置されるウィンドボックスの上部まで覆うことを特徴とする請求項２に記載の焼結装置。
5. 前記フードが覆うウィンドボックスの数が、前記循環配管と接続されるウィンドボックスの数より多いことを特徴とする請求項２に記載の焼結装置。
6. 前記フードの上部面に開口部が形成され、
   前記空気供給部は、前記開口部を開閉するように、前記フードに設置されるドアユニットを含むことを特徴とする請求項２に記載の焼結装置。
7. 前記開口部は、前記循環ラインと、前記フードとが接続される部分より、前記点火炉に近接することを特徴とする請求項６に記載の焼結装置。
8. 前記フードの内部に設置される圧力センサと、
   前記フードの内部の圧力に応じて前記ドアユニットの動作を制御する制御部とをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の焼結装置。
9. 前記空気供給部は、空気が移動する経路を形成し、前記循環ラインと接続される供給ラインを含むことを特徴とする請求項２ないし８のいずれか一項に記載の焼結装置。
10. 前記循環ラインの内部に設置される酸素センサと、
    前記循環ラインの内部の酸素濃度に応じて前記循環ラインに供給される空気の量を調整する制御部とをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の焼結装置。
11. 焼結鉱を製造する方法であって、
    移動経路に沿って移動する台車に焼結原料を装入する段階と、
    前記焼結原料の上部面に炎を着火させる段階と、
    前記焼結原料の下部方向に排ガスを吸入する段階と、
    空気と吸入された排ガスの一部を、前記移動経路上に設置されるフードを介して台車内の焼結原料に供給する段階と含むことを特徴とする焼結方法。
12. 前記空気と吸入された排ガスの一部を原料に供給する段階は、
    前記フードの内部の圧力を測定する段階と、
    前記フードの内部の圧力が、予め設定された設定圧力値未満の場合、前記焼結原料に空気を供給する段階とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の焼結方法。
13. 前記空気と吸入された排ガスの一部を焼結原料に供給する段階は、
    前記フードの先端部から空気を噴射し、前記フードの後端部から排ガスを噴射する段階を含むことを特徴とする請求項１２に記載の焼結方法。
14. 前記空気と吸入された排ガスの一部を原料に供給する段階は、
    前記吸入された排ガスの酸素濃度を測定する段階と、
    前記吸入された排ガスの酸素濃度が予め設定された設定濃度値以下である場合、焼結原料に空気を供給する段階とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の焼結方法。

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