JP2020513552A - 通気性の測定機及び焼結装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、処理物の移動方向に互いに離間する複数本のローラー、一方のローラーと他方のローラーとをつなぐように一方のローラーと他方のローラーの両側の端部に配設される複数の回転体、複数本のローラー及び複数の回転体により形成された空間の上面をシールするように配設されるフランジ、フランジを貫通して上側に延びる中空管、中空管に取り付けられる流速センサーを備える通気性の測定機及びこれを備える焼結装置であって、処理物の通気性が連続して精度よく測定可能な通気性の測定機及び原料層の区間別の通気性が連続して精度よく測定可能な焼結装置が開示される。【選択図】図１

Description

本発明は、通気性の測定機及び焼結装置に係り、さらに詳しくは、処理物の通気性を連続して精度よく測定することのできる通気性の測定機及び原料層の区間別の通気性を連続して精度よく測定しながら幅方向に均一に調節することのできる焼結装置に関する。

焼結鉱は、粉鉄鉱石、石灰石、粉コークス及び無煙炭などを原料として製造される高炉装入物である。焼結鉱は、溶銑の生産のための高炉操業に際して、高炉の内部に鉄鉱石及びコークスとともに装入される。焼結鉱の製造工程は、微粒の粉鉄鉱石を焼結して高炉の使用に適した大きさの焼結鉱を製造する工程である。焼結鉱の製造工程は、焼結鉱の製造用の配合原料を用意する過程及び配合原料を焼結鉱に製造する過程を含む。

焼結鉱の製造用の配合原料を用意する過程は、粉鉄鉱石、石灰石、粉コークス及び無煙炭などを混合機に装入して配合して配合物を作る過程、この配合物を製粒機に装入して配合物の重量または総重量に対して約７〜８％に調湿しながら配合物を約数ミリメートル（ｍｍ）の粒度に疑似粒子化させる過程を含む。これらの過程を通じて焼結鉱の製造用の配合原料を用意する。

配合原料を焼結鉱に製造する過程は、焼結台車を焼結機の延長方向に移動させる過程、焼結台車に配合原料を粒度及び成分別に垂直に偏析するように所定の高さで装入する過程、配合原料の表層を点火して燃焼帯を生成する過程、焼結台車の下方に空気を吸引して燃焼帯を配合原料の下方に移動させながら配合原料を焼結する過程、焼結台車において焼結され終わった焼結鉱の塊状体を焼結機の排鉱部に設けられた破砕器及び冷却器において破砕し且つ冷却させる過程を含む。これらの過程を通じて用意される、破砕され終わった、且つ冷却され終わった焼結鉱は、高炉の使用に適した粒度である５〜５０ｍｍの粒度に分級されて高炉に搬送される。

一方、焼結台車に装入された配合原料（以下、「原料層」と称する。）が有する通気性は、焼結鉱の生産性及び品質を決定する主な因子である。原料層の通気性が所望の程度に保たれ、且つ、原料層の幅方向に均一になってはじめて、原料層の幅方向に火炎の伝搬速度が均一であり、原料層の幅方向のすべての位置において焼結反応が円滑に行われて、良好な品質の焼結鉱が得られる。

したがって、焼結鉱の製造に際して、原料層の通気性を測定しながら原料層の通気性が所望の値に保たれるように制御するとともに、原料層の幅方向に通気性が均一になるように原料の装入方式などの工程条件を制御せねばならない。

従来には、焼結台車の下端に温度センサーを配設して、火炎の伝搬位置を推定した後、これから原料層の通気性を間接的に推定する方式、焼結台車の進行経路の上側に中空のパイプを立設して、原料層の表面に接触させながらパイプの内部の気体の流速を測定して原料層の通気性を自ら算出する方式などを活用して原料層の通気性の値を取得していた。

中でも、温度センサーを用いた方式は、推定による方式であるため、誤差が大きいため結果値を原料の装入パターンを精度よく制御する上で使用し難い。また、パイプを用いた方式は、原料層が焼結台車の進行する方向に焼結台車とともに移動され続けながら焼結処理されるため、原料層の表面状態に応じてパイプが原料層の表面から不規則的に離間してしまう結果、その接触面から気体が漏れて結果値が正確ではない。したがって、パイプを用いた方式もまた、原料の装入パターンを精度よく制御する上で使用し難い。すなわち、従来には、焼結台車の経路上の固定された位置において原料層の通気性をリアルタイムにて測定し難く、原料層の幅方向の複数の区間において通気性を精度よく測定し難かった。

また、従来には、配合原料の装入のために焼結台車の上側に配設された原料ホッパー、ドラムフィーダー及び装入シュートを用いて原料を焼結台車に垂直に偏析するように装入していた。このとき、原料層の幅方向の通気性にリアルタイムにて対応して、幅方向の粒度偏析が調節可能な独立した構造がなかった。ここで、ドラムフィーダー及び装入シュートが原料の幅方向の装入量を一部調節することができるが、これは、原料の幅方向の粒度偏析を調節することとはまったく異なる。したがって、ドラムフィーダー及び装入シュートだけでは、原料層の幅方向の通気性にリアルタイムにて対応しつつ、幅方向の粒度偏析を調節し難い。すなわち、従来には、原料層の幅方向の通気性にリアルタイムにて対応して幅方向の粒度偏析を調節し難かった。

ＫＲ１０−２００４−００５１０４６ Ａ ＫＲ２０−１９９９−００２１６０４ Ｕ ＫＲ１０−２０１６−００６２２８８ Ａ ＪＰ１９９６−１８２９２６ Ａ ＪＰ１９９９−２３６６２８ Ａ

Ｆ．ｖａｎ Ｌｏｏ ｅｔ ａｌ．， Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｓｉｎｔｅｒ Ｍｉｘ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｗｈｉｌｅ ｕｓｉｎｇ ｃｈａｌｌｅｎｇｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ＭＥＴＥＣ ＆ ２ｎｄ ＥＳＴＡＤ ２０１５， Ｄｕｓｓｅｌｄｏｒｆ， Ｇｅｒｍａｎｙ

本発明は、処理物の通気性を連続して精度よく測定することのできる通気性の測定機を提供する。

本発明は、原料層の幅方向の区間別の通気性を連続して精度よく測定することのできる焼結装置を提供する。

本発明は、原料層の幅方向の区間別の通気性をリアルタイムにて調節することのできる焼結装置を提供する。

本発明は、原料層の通気性を幅方向に均一に調節することのできる焼結装置を提供する。

本発明の実施形態に係る通気性の測定機は、処理物の上側に処理物の移動方向に互いに離間する複数本のローラーと、一方のローラーと他方のローラーとをつなぐように一方のローラーと他方のローラーの両側の端部に配設される複数の回転体と、前記複数本のローラー及び複数の回転体により形成された空間の上面をシールするように配設されるフランジと、前記フランジを貫通して上側に延びる中空管と、前記中空管に取り付けられる流速センサーと、を備えることを特徴とする。

前記回転体は、処理物の移動方向に互いに離間して前記一方のローラーと他方のローラーにそれぞれ整列される複数のホイールと、前記複数のホイールを巻回して回転可能に取り付けられるベルトと、前記ベルトの内側空間をシールするように前記ベルトの内周面に配設される側壁と、を備えてもよい。

前記側壁は、前記側壁は、前記複数のホイールから離間して前記ベルトの内周面に接触されてもよい。

前記回転体は、前記回転体は、前記ベルトの内周面に凹んで形成されるスリットをさらに備え、前記側壁は、前記スリットに嵌設されてもよい。

前記一方のローラーと他方のローラーとは、各両側の端部が向かい合うベルトに接触され、各外周面が各ベルトに並ぶように接してもよい。

前記フランジは、下部面の周縁が向かい合うベルト及びローラーの外周面に接触されるように配設されてもよい。

前記フランジ、複数本のローラー及び複数の回転体の間に形成された空間を含めて第１の通路が形成され、前記第１の通路は、前記フランジ、複数本のローラー及び複数の回転体により上面と側面とが形成され、下面が開放されて処理物と連通されてもよい。

前記中空管の内部を含めて第２の通路が形成され、前記第２の通路は、出口が前記第１の通路の上面に連通されてもよい。

前記複数本のローラー及び複数の回転体を処理物の移動方向を横切る方向に貫通して回転可能に支持する支持体を備え、前記支持体は、下部が前記複数本のローラー及び複数の回転体を前記処理物に接触可能に支持し、上部が前記フランジや中空管に連結されて前記フランジを前記複数本のローラー及び複数の回転体に接触可能に支持してもよい。

本発明の実施形態に係る焼結装置は、走行しながら原料を処理可能に配設される台車と、前記台車の上側に前記台車の走行方向を横切って配設され、前記台車の内部において処理される原料層と連通される通路を形成するローラー及び回転体を有する通気性の測定機と、を備えることを特徴とする。

前記通気性の測定機は、前記原料層を向かい合うように配設されるフランジと、前記フランジを貫通して上側に延びる中空管と、前記中空管に取り付けられる流速センサーと、を備え、前記ローラー及び回転体は、前記フランジの下部面の周縁に接触するように配設されて前記通路を形成してもよい。

前記ローラーは複数配備されて、前記台車の上側に前記台車の走行方向に互いに離間し、前記回転体は複数配備されて、一方のローラーと他方のローラーとをつなぐように一方のローラーと他方のローラーの両側の端部に配設され、前記フランジは、複数本のローラー及び複数の回転体により形成された空間の上面をシールするように配設されてよい。

前記回転体は、前記台車の走行方向に互いに離間して前記一方のローラーと他方のローラーにそれぞれ整列される複数のホイールと、前記複数のホイールを巻回して回転可能に取り付けられるベルトと、前記ベルトの内周面に凹んで形成されるスリットと、前記ベルトの内側空間をシールするように前記スリットに嵌設される側壁と、を備えていてもよい。

前記側壁は、前記複数のホイールから離間して前記ベルトの内周面に接してもよい。

前記一方のローラーと他方のローラーとは、各両側の端部が向かい合うベルトに接触され、各外周面が各ベルトに並ぶように接し、前記フランジは、下部面の周縁が向かい合うベルト及びローラーの外周面に接触されるように配設され、前記フランジ、複数本のローラー及び複数の回転体の間に形成された空間を含めて第１の通路が形成されてもよい。

前記第１の通路は、前記フランジ、複数本のローラー及び複数の回転体により上面と側面とが形成され、下面が開放されて前記原料層に連通され、前記中空管の内部を含めて第２の通路が形成され、前記第２の通路の出口が前記第１の通路の上面に連通されてもよい。

前記複数本のローラー及び複数の回転体を前記台車の走行方向を横切る方向に貫通して回転可能に支持する支持体を備え、前記支持体は、下部が前記複数本のローラー及び複数の回転体を前記原料層に接触可能に支持し、上部が前記フランジや中空管に連結されて前記フランジを前記複数本のローラー及び複数の回転体に接触可能に支持してもよい。

前記通気性の測定機は、前記台車の走行方向を横切る方向に並べられた複数の区間にそれぞれ配設され、前記台車に原料を装入可能に配設されるホッパーと、前記ホッパーの内部に装入される原料の粒度偏析を幅方向に調節可能に配設される装入器と、それぞれの通気性の測定機から測定値を入力されてばらつき値を算出した後、ばらつき値を用いて前記装入器を制御する幅方向の装入制御器と、を備えていてもよい。

本発明の実施形態によれば、処理物の通気性を連続して精度よく測定することのできる通気性の測定機を用いて、一つの方向に移動しながら処理中の原料層の表面に連続して気密に密着することができながらも、原料層の表面から高く離間した位置の気体を構造的な干渉なしに連続して安定的に供給することができる。したがって、原料層の通気性を幅方向の複数の区間別に連続して測定しながら、精度よく測定することができる。なお、これを用いて、原料層の幅方向の区間別の通気性をリアルタイムにて調節することができるが、このとき、原料層の通気性が幅方向に均一になるように調節することができる。

例えば、製鉄所の焼結鉱の製造工程に適用されて、ローラー及び回転体を用いて焼結台車の上側に原料層と連通される通路を形成することができる。この通路を用いて、走行中の原料層に連続して連通させながら、原料層の通気性を連続して正確に測定することができる。なお、焼結中の原料層の通気性を焼結台車上の複数の位置においてリアルタイムにて精度よく測定して、原料層の幅方向の区間別に通気性のばらつきを算出することができる。

これに基づいて、均一な火炎伝搬のための原料の装入パターンを設計することができ、いわば、原料ホッパーの内部に幅方向に粒度偏析するように原料を装入して、焼結台車の幅方向に原料を粒度偏析させて装入することができる。このため、原料層を焼結する間に原料層の幅方向のすべての区間において通気性が均一になる。したがって、原料層を焼結する間に、原料層の幅方向のすべての区間において均一な火炎が伝搬可能であるので、焼結反応が円滑に行われ、未焼結部分なしに原料層を均一に焼結することができる。このことから、焼結鉱の生産性が極大化され、焼結鉱の強度のばらつきが低減可能である。これにより、経済的な利益を実現することができる。

本発明の実施例に従う焼結装置の概略図である。 本発明の実施例に従う装入器の概略図である。 本発明の実施例に従う通気性の測定機の概略図である。 本発明の実施例に従う通気性の測定機の分解図である。 本発明の実施例に従う通気性の測定機の組み立て図である。 本発明の比較例及び実施例に従う通気性の測定結果を対比したグラフである。 本発明の比較例及び実施例に従う焼結鉱の粒度偏析を測定した結果を対比したグラフである。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例をより詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施例に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施例は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明を説明するに当たって、図面は拡大されてもよく、図中、同じ符号は、同じ構成要素を指し示す。

以下において用いられる用語のうち、一つの方向Ｘ及び他の方向Ｙは、基準となる構成要素、例えば、後述する台車の長手方向及び幅方向を指し示し、上下方向Ｚは、一つの方向及び他の方向に両方とも交差する方向を指し示し、高さ方向とも呼ばれる。このとき、台車の長手方向は、台車の進行方向と並ぶ方向であり、台車の走行方向とも呼ばれる。

本発明は、一つの方向に移動する原料層の通気性が連続して精度よく測定可能な通気性の測定機及び焼結装置に関するものであり、製鉄所の焼結鉱の製造工程を基準として実施例について説明する。いうまでもなく、本発明は、色々な産業分野の各種の原料処理設備及び様々な処理工程の通気性の測定方式に適用可能である。

図１は、本発明の実施例に従う焼結装置の概略図であり、図２は、本発明の実施例に従う装入器の概略図であり、図３は、本発明の実施例に従う通気性の測定機の概略図である。このとき、図３に示す通気性の測定機のうち、図面の左側に位置する通気性の測定機は、気体の流れがよく視認できるように断面の概略的な形状を示している。図４は、本発明の実施例に従う通気性の測定機の分解図であり、図５は、本発明の実施例に従う通気性の測定機の組み立て図である。このとき、図５の（ａ）は、本発明の実施例に従う通気性の測定機の組み立て図を立体的に示す図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に示す通気性の測定機の中心部を他の方向Ｙ及び上下方向Ｚに切り取って断面の構造を概略的に示す図であり、図５の（ｃ）は、図５の（ａ）に示す通気性の測定機の側面を概略的に示す図である。

以下、図１〜図５に基づいて、本発明の実施例に従う通気性の測定機について説明する。本発明の実施例に従う通気性の測定機７００は、複数本のローラー７１０、複数の回転体７２０、フランジ７３０、中空管７４０、流速センサー７５０を備え、算出部（図示せず）を備えていてもよい。通気性の測定機７００は、一つの方向Ｘに走行する処理物の上側に配設され、処理物と連続して接触及び連通される結果、通気性を連続して精度よく測定することができる。

処理物は、例えば、後述する焼結装置の台車６０に装入されて台車の進行方向に走行しながら処理される原料層を備えていてもよい。いうまでもなく、処理物は、各種の経路を様々な方式で移動中の各種の処理物を含んでいてもよく、これを限定されない。

ローラー７１０は、処理物の上側に処理物の移動方向を横切って配置されてもよく、処理物の移動方向に互いに離間してもよい。このとき、処理物の移動方向は、台車の進行方向と並ぶ方向であってもよく、以下において、一つの方向Ｘと称する。なお、処理物の移動方向を横切る方向は、台車の進行方向を横切る方向であってもよく、以下において、他の方向Ｙと称する。

ローラー７１０は、複数、例えば、二つ配備されてもよい。以下においては、各ローラー７１０を区別して指し示すとき、処理物の移動方向を基準として、先行するローラーを一方のローラーと称し、後行するローラーを他方のローラーと称する。このとき、移動中の処理物に先に接触されることを先行とし、後ほどに接触されることを後行と称する。

それぞれのローラー７１０は、他の方向Ｙに延設され、両側の端部にそれぞれ円筒状の突起７１１が形成されてもよい。それぞれの突起７１１は、後述する回転体７２０に嵌入して密着されるので、ローラー７１０と回転体７２０との接触面を広げることができる。このため、ローラー７１０と回転体７２０とが安定的に係合して支持可能である。なお、それぞれの突起７１１によりローラー７１０と回転体７２０とが平面状に接する代わりに、立体状に接してもよい。このため、ローラー７１０と回転体７２０との接触面から気体が漏れることを抑制または防止しながら、接触面を気密にシールすることができる。

各ローラー７１０は、後述する第１の通路Ｓ１の他の方向Ｙの側面を形成する。したがって、各ローラー７１０は、他の方向Ｙの延長長さが第１の通路Ｓ１の他の方向Ｙの幅に応じて定められ、一つの方向Ｘの離間長さが第１の通路Ｓ１の一つの方向Ｘの幅により定められ、直径が第１の通路Ｓ１の上下方向Ｚの幅により定められる。このとき、第１の通路Ｓ１の各方向別の幅は、処理物の通気性の測定が行われ易いように定められた幅であり、処理物の処理工程、例えば、焼結鉱の製造工程において、原料層の通気性を容易に測定するために通気性の測定機７００と連通されなければならない原料層の面積に応じて定められてもよい。各ローラー７１０により第１の通路Ｓ１の他の方向Ｙの側面がシールされてもよい。

各ローラー７１０は、外周面が処理物の表面に接触して密着されてもよい。このため、各ローラー７１０は、高温の雰囲気下で安定的に使用可能であり、処理物の不規則的であり、且つ、荒い表面に円滑に密着可能な各種の材質を含んでいてもよいが、これを特に限定しない。例えば、金属材質、合金材質またはウレタンや合成ゴムなどの樹脂材質を含んでいてもよい。このとき、高温の雰囲気は、処理物が処理される温度の雰囲気であり、例えば、焼結鉱の製造工程において原料層の焼結が行われる温度の雰囲気であってもよい。一方、各ローラー７１０は、外皮が上述した材質により被覆されてもよい。

回転体７２０は、一方のローラーと他方のローラーとをつなぐように一方のローラーと他方のローラーの両側の端部に配設されてもよい。すなわち、回転体７２０は、複数、例えば、二つであり、それぞれの回転体７２０のうちのどちらか一方は、一方のローラーと他方のローラーの一方の端部をつないで配設され、他方は、一方のローラーと他方のローラーの他方の端部をつないで配設される。

それぞれの回転体７２０は、第１の通路Ｓ１の他の方向Ｙの側面を形成する。したがって、各回転体７２０は、延長長さが各ローラー７１０の離間長さに対応し、離間長さが各ローラー７１０の延長長さに対応し、上下方向Ｚの幅が各ローラー７１０の直径に対応する。各回転体７２０により第１の通路Ｓ１の一つの方向Ｘの側面がシールされてもよい。

以下においては、一つの回転体７２０を基準として回転体７２０の詳細な構造について説明する。以下において説明される回転体７２０の詳しい構造は、残りの回転体７２０にも同様に適用可能である。

回転体７２０は、複数、例えば、二つのホイール７２１、ベルト７２２、側壁７２３及びスリット７２４を備えていてもよい。各ホイール７２１は、他の方向Ｙに延設され、処理物の移動方向に互いに離間して一方のローラーと他方のローラーにそれぞれ整列されてもよい。すなわち、回転体７２０は、一つの回転体別に複数、例えば、二つのホイール７２１を有し、各ローラー７１０は、一本のローラーごとに複数、例えば、二つのホイールが整列されて、各ローラー７１０は、両側の端部にそれぞれ一つずつホイール７２１が整列される。ホイール７２１は、回転体７２０の構造を支持する役割を果たし、ベルト７２２を回転可能に支持してもよい。各ホイール７２１は、外周面にギアやチェーンもしくはスプラケット状のリング部材７２５が配備されていてもよい。この場合、リング部材７２５は、ベルト７２２の内周面に沿って形成された凹状溝（図示せず）に嵌設されて、ベルト７２２のスリップを防止することができる。

ベルト７２２は、複数のホイール７２１を巻回して回転可能に取り付けられてもよい。ベルト７２２は、キャタピラーやコンベヤーなどに用いられるベルトであってもよいが、気体の漏れが防止されるように内周面と外周面とが閉鎖された構造であってもよい。ここで、閉鎖された構造とは、例えば、内周面と外周面とが孔などにより連通されないような構造のことをいう。ベルト７２２の材質は、ウレタンや合成ゴムなどの各種の樹脂材質を含んでいてもよい。いうまでもなく、ベルト７２２は、外周面が処理物の表面に接触して密着されてもよく、内周面が各ローラー７１０の突起７１１及び側壁７２３に接触して密着可能であることを満たす各種の材質の外皮を有する構造であってもよい。

側壁７２３は、ベルト７２２の内側空間をシールするようにベルト７２２の内周面に配設されてもよい。側壁７２３は、ベルト７２２の内周面に沿って延びてもよい。側壁７２３は、例えば、一つの方向Ｘに延びた垂直板であってもよく、一つの方向Ｘの両端部が半円または円弧の形状であってもよい。側壁７２３は、処理物の移動方向を横切る方向に複数のホイール７２１から離間してベルト７２２の内周面に接触されて配設されてもよい。

スリット７２４は、ベルト７２２の内周面に沿って凹んで形成され、スリット７２４に側壁７２３が嵌設されて、ベルト７２２の回転に際して側壁７２３が安定的にベルト７２２の内周面に固定されてもよい。

上述した回転体７２０には、例えば、キャタピラーの構造が適用可能であり、この構造において、それぞれのホイール７２１は、駆動輪の役割を果たし、側壁７２３は、走行転輪（ロード・ホイール）及びスカートの役割を果たし、それぞれのローラー７１０は、各回転体７２０との間に形成された空間の開放された前面と背面を閉鎖する役割を果たす。なお、ベルト７２２、ローラー７１０及び側壁７２３は、各ローラー７１０と回転体７２０との間に形成された上述した空間の一つの方向Ｘの側面と他の方向Ｙの側面とをシールする役割を果たす。

このとき、各ベルト７２２及び各ローラー７１０は、叙上のように、処理物の荒い表面に密着可能な材質から形成されるか、あるいは、少なくとも外皮が前記材質により被覆されるため、処理物の不規則的な表面による気体の漏れが抑制または防止可能である。

また、各ベルト７２２及び各ローラー７１０は、両方とも処理物に接触して回転可能な構造であるため、処理物の表面に接触してスリップせず、したがって、移動中の処理物の荒い表面による摩損が抑制または防止可能である。一方、一方のローラーと他方のローラーとは、各両側の端部が向かい合うベルト７２２に接触され、各外周面が各ベルト７２２に並ぶように接する。すなわち、ローラー７１０とベルト７２２の外周面が一本の辺または同じ辺をなし、まるで一つの外周面のようにつながる。したがって、処理物との接触が円滑に行われる。

フランジ７３０は、複数本のローラー７１０及び複数の回転体７２０により形成された空間の上面をシールするように配設されてもよい。フランジ７３０は、例えば、所定の厚さを有する四角い板状であってもよい。フランジ７３０は、ローラー７１０及び回転体７２０との間に形成される空間を向かい合うように位置し、下部面の周縁が向かい合うベルト７２２及びローラー７２０の外周面に接触されるように配設されてもよい。フランジ７３０は、ベルト７２２及びローラー７１０の回転に際して磨耗が防止されるように、下部面の周縁の接触面にライナー（図示せず）がさらに配備されてもよい。

フランジ７３０、複数本のローラー７１０及び複数の回転体７２０の間に形成された空間を含めて第１の通路Ｓ１が形成されてもよい。この第１の通路Ｓ１は、フランジ７３０、複数本のローラー７１０及び複数の回転体７２０により上面と側面とが形成され、下面が開放されて処理物の表面に連通されてもよい。このとき、第１の通路Ｓ１の側面は、複数本のローラー７１０及び複数の回転体７２０によりシールされてもよく、第１の通路Ｓ１の上面は、フランジ７３０により中空管７４０に連通されてもよい。

中空管７４０は、例えば、上下方向Ｚに延びた中空の管であり、フランジ７３０を貫通して上側に延びてもよい。中空管７４０の断面の形状は、円形や四角形状など種々であってもよい。中空管７４０は、処理物の表面から高く離間してもよく、このときの高さは処、理物の処理工程に応じて様々である。例えば、処理工程が焼結鉱の製造工程であれば、中空管７４０は、台車の走行による気流などの干渉が少ないか、あるいは、干渉がない所定の高さ（約数十〜数百ｃｍ）まで延びて開放されてもよく、この高さは、焼結鉱の製造工程において原料層を円滑に焼結するためのウィンドボックスの吸引力及び台車の走行速度などの各種の工程条件と台車の周りの雰囲気などに応じて種々に定められる。

中空管７４０の内部を含めて第２の通路Ｓ２が形成され、第２の通路Ｓ２は、出口が第１の通路Ｓ１の上面に連通されてもよい。第１の通路Ｓ１と第２の通路Ｓ２とを含めて気体通路が形成される。気体通路は、処理物に連通されるが、通気性の測定機７００が処理物に対して相対的に走行する間にも構造的な干渉なしに処理物に連通され得る。気体の通路を介して、処理物の上側の高い位置の気体が構造的な干渉などなしに処理物まで円滑に達して、処理物の内部に吸引可能である。このときの気体の流れを流速センサー７５０で測定して、処理物の通気性をリアルタイムにて正確に測定することができる。

すなわち、処理物から上側に離間した高い位置の気体が中空管７４０の内部に吸引されて第２の通路Ｓ２を通ってフランジ７３０とローラー７１０と回転体７２０とにより囲まれた第１の通路Ｓ１を通過して処理物の表面に達し、次いで、処理物の下方に印加される吸引力によって処理物の表面から内部へと吸引される。このとき、気体の前記流れは、処理物の内部に下方に印加される吸引力に起因する。一方、処理物の通気性に応じて、気体が吸引される度合いが異なり、気体が吸引される度合いに応じて、気体通路を流れる気体の流速が異なる。

流速センサー７５０は、中空管７４０に取り付けられて、中空管７４０の内部を流れる気体の流速を測定してもよい。このために、流速センサー７５０は、中空管７４０の内部を流れる気体の流速が測定可能な様々なセンサーであってもよい。流速センサー７５０は、中空管７４０の上段から離間した一方の側を貫通して取り付けられるが、中空管７４０の上段よりも下段の方に近づくように取り付けられてもよい。

流速センサー７５０が中空管７４０の上段よりも下段の方に近づくように取り付けられれば、中空管７４０内の気体の流れがなお一層安定化した状態で気体の流速を測定することができる。

算出部（図示せず）は、流速センサー７５０から流速値を受け取って処理物の通気性を算出してもよい。このとき、通気性の値は、無次元の値であって、ＪＰＵにより表わされてもよい。ここで、ＪＰＵは、日本国通気性ユニットの英文の略字である。気体通路内の流速値から通気性を算出する方式について、以下において簡単に例示する。

例えば、処理物の上下方向Ｚの厚さ値［ｍｍ］を分母とし、処理物に下方に加えられる吸引圧力（例えば、負圧値［ｍｍＡｑ］）を分子として除算した値を求め、その値の０．６乗の値を求める。この値を第１の値と称する。また、流速値に第２の通路Ｓ２の断面積値を乗算した気体の流量値［ｍ^３／ｍｉｎ］を求めて分母とし、第１の通路Ｓ１に連通される処理物の表面積、例えば、焼成面積［ｍ^２］を分子として除算した値を求める。この値を第２の値と称する。これらの第１の値と第２の値とを乗算して通気性の値［ＪＰＵ］を求めることができる。

このとき、処理物の厚さ、処理物に加えられる負圧、第２の通路Ｓ２の断面積及び焼成面積は、処理工程及び装置から得られる値であり、流速値は、通気性の測定機からリアルタイムにて測定される値である。したがって、本発明の実施例においては、通気性の値が連続してリアルタイムにて測定可能である。いうまでもなく、この方式に加えて、様々な方式で流速センサー７５０において測定された流速値から処理物の通気性を求めてもよい。

一方、本発明の実施例に従う通気性の測定機７００は、支持体７６０をさらに備えていてもよい。支持体７６０は、複数本のローラー７１０及び複数の回転体７２０を処理物の移動方向を横切る方向に貫通して回転可能に支持してもよい。

支持体７６０は、他の方向Ｙに延設され、一つの方向Ｘに互いに離間して一方のローラーと他方のローラーにそれぞれ整列され、他の方向Ｙにローラー７１０及び回転体７２０を貫通して回転可能に支持する複数本の支持バー７６１、支持バー７６１の両側の端部にそれぞれ取り付けられる支持ブロック７６２、各支持ブロック７６２の上側に延びる垂直バー７６３、垂直バー７６３の上側の端部を一つの方向Ｘにつないで取り付けられる一つの方向の水平バー７６４、及び一つの方向の水平バー７６４と中空管７４０とをそれぞれつないで取り付けられる他の方向の水平バー７６５を備える。このとき、他の方向の水平バー７６５は、中空管７４０と一つの方向の水平バー７６４とをつないで取り付けられても構わない。

この構造により、支持体７６０は、下部がローラー７１０及び回転体７２０を処理物に接触可能に支持し、上部がフランジ７３０や中空管７４０に連結されてフランジ７３０をローラー７１０及び回転体７２０に接触可能に支持することができる。支持体７６０によってローラー７１０及び回転体７２０間の係合が安定的に保たれ、ローラー７１０及び回転体７２０に対するフランジ７３０の高さが保たれて、フランジ７３０のローラー７１０及び回転体７２０への接触が保たれ得る。

いうまでもなく、支持体７６０の構造は、種々に変更可能であり、ローラー７１０及び回転体７２０が処理物に接触されながら回転可能に支持されること、フランジ７３０がローラー７１０及び回転体７２０に接触可能に支持されることを満たす種々の構造に変更可能である。

以下、本発明の実施例に従う焼結装置について説明する。本発明の実施例に従う焼結装置は、一つの方向に走行しながら原料Ｍが処理可能なように配設される台車６０、及び台車６０の上側に台車６０の走行方向を横切って配設され、台車６０の内部において処理される原料層と連通される通路を形成するローラー及び回転体を有する通気性の測定機７００を備える。このとき、台車６０の上側とは、台車６０に装入された原料層の表面を基準として、その上側のことをいう。一方、本発明の実施例に従う焼結装置は、ホッパー１０、フィーダー２０、ゲート３０、シュート４０、及び点火炉５０を備えていてもよく、幅方向の装入制御器８００及び装入器９００をさらに備えていてもよい。

原料Ｍは、焼結鉱の製造用の配合原料を含む。配合原料は、含鉄原料、結合材及び副原料を混合した後、これを調湿しながら造粒して用意する。含鉄原料は、粉鉄鉱石や微粉鉄鉱石などを含み、結合材は、粉コークス及び無煙炭などを含み、副原料は、石灰石または生石灰などを含む。配合原料に、例えば、塩基度の調節のための添加剤がさらに配合されてもよい。

ホッパー１０は、内部に原料Ｍが貯留され、後述する搬送経路の上側に配設されて搬送経路を走行中の台車６０を向かい合ってもよく、台車６０に原料Ｍを装入可能に配設されてもよい。ホッパー１０は、下部にフィーダー２０が回転可能に配備される。フィーダー２０の下部にシュート４０が傾設され、フィーダー２０とホッパー１０との間にゲート３０が介設される。

フィーダー２０及びシュート４０は、ホッパー１０と台車６０との間において原料Ｍの落下装入を案内する。フィーダー２０が回転数を調節しながら、ゲート３０がホッパー１０の開度を調節して原料Ｍの供給を制御し、シュート４０が原料Ｍを斜めに落下させて垂直偏析するように装入してもよい。上下方向Ｚへの粒度偏析及び成分偏析によって原料層の表層部の焼結鉱の回収率及び強度が高くなり、原料Ｍに含有されて燃料として用いられる結合材（石炭及び粉コークスなど）の使用量を低減することができる。

一方、原料層の粒度偏析が幅方向に均一であれば、通気性が幅方向に不均一に形成され、火炎の伝搬速度が原料層の幅方向にそれぞれ異なってしまい、その結果、原料層の一部の領域において焼結が十分に行われない。これは、焼結鉱の生産性につながる。火炎が原料層の幅方向に均一に伝搬された方が、焼結鉱の品質及び生産性を向上させる上で好適である。

したがって、原料を台車６０に装入するとき、幅方向の粒度偏析が異なるように装入した方がよく、詳しくは、幅方向の複数の区間のうちの中心区間ｃに相対的に大きな粒度の原料が装入され、両側の端縁の区間ｅに相対的に小さな粒度の原料が装入されるように幅方向に粒度偏析を調節した方がよい。

しかしながら、前記構造だけでは、原料層の幅方向の粒度偏析を調節し難い。本発明の実施例によれば、幅方向の装入制御器８００及び装入器９００を用いて、原料層の幅方向の粒度偏析を調節することができる。このとき、原料層の幅方向の粒度偏析を調節するための基準値として、通気性の測定機７００において測定された原料層の幅方向の区間別の通気性の値が活用されてもよい。原料層の幅方向の粒度偏析を調節する具体的な方式については、幅方向の装入制御器８００及び装入器９００について説明するときに説明する。

搬送経路が始まる地点の他の方向及び上下方向に離間した複数の位置には、それぞれ通気バー（図示せず）が一つの方向Ｘに配設されてもよい。通気バーは、シュート４０による原料Ｍの落下領域に配設されて走行中の台車６０の内部を一つの方向Ｘに横切って配置される。台車６０が進行方向に移動しながら台車６０内の原料層に嵌入した通気バーが原料層から脱落されれば、通気バーが位置していた原料層の内部の領域に複数の空隙が形成される虞がある。

ホッパー１０に先行して搬送経路上の一つの位置に上部鉱ホッパー（図示せず）が配置される。上部鉱は、以前に製造された焼結鉱から、例えば、８〜１５ｍｍの粒度の焼結鉱を選別して用意してもよい。上部鉱は、原料Ｍよりも先に台車６０に装入されて、台車６０の底面に原料が付着したり、底面の隙間に原料が流失されたりすることを防止する。

点火炉５０は、台車６０の上側においてホッパー１０から一つの方向に離間し、原料層に火炎を噴射してもよい。点火炉５０は、下側の搬送経路に火炎を噴射可能に形成されて原料層の表面に火炎を着火させてもよい。火炎は、原料層に含有されている固体燃料に着火されて燃焼帯を形成する。燃焼帯が原料層の上部から下部へと移動されて原料層が焼結されてもよい。

搬送経路の下部にウィンドボックス（図示せず）が複数配備されて一つの方向に連続して配列されてもよい。ウィンドボックスは、台車６０の内部にそれぞれ連通されてもよく、負圧を形成して台車６０の内部を下方に吸引してもよい。

ウィンドボックスは、台車６０の下部を包み込むように台車６０の下側に配設されるが、台車６０の走行方向に複数配設されて一つの方向に配列されてもよい。ウィンドボックスは、台車６０の底面を介して台車６０の内部に連通され、排気部（図示せず）により負圧が内部に形成され、負圧を用いて台車６０の内部を下方に吸引してもよい。この吸引により、燃焼帯が原料層の表面から上部層を経て下部層に前進しながら原料を焼結することができる。

排気部（図示せず）は、ウィンドボックスの内部に連通されて排ガスを吸引してもよい。排気部は、メインチャンバー及びメインチャンバーの上流側に各ウィンドボックスを連結する複数本の管を備え、メインチャンバーの下流側に取り付けられる集塵機及びブロワーをさらに備える。

ブロワーは、メインチャンバー内に負圧を形成して、排ガスの流れをメインチャンバーの上流側から下流側へと形成してもよい。メインチャンバーの下流側に導かれた排ガスは、外気に排出される。一方、点火炉５０から一つの方向に離間した搬送経路の上側にフッド（図示せず）が配備されてもよく、フッドは、排気チャンバーから排ガスの一部を供給されて搬送経路に循環させてもよい。

台車６０は、搬送経路を一つの方向に走行しながら原料Ｍを処理可能に配設されてもよい。台車６０は複数配備され、一つの方向に配列されて互いに係合してもよい。台車６０は、搬送経路を走行しながら内部に装入された原料Ｍを処理可能に配設されてもよい。このとき、一つの方向は、焼結装置が延びた方向であってもよく、台車６０が搬送経路を走行する方向（台車の進行方向と称する。）であってもよい。

台車６０は、内部の空間が上側に開放されるが、内部の空間に原料Ｍが落下されて装入されて原料層を形成する。台車６０は、底面が通気可能な構造に設けられ、例えば、格子構造のグレートバー（ｇｒａｔｅ ｂａｒ）により底面が設けられてもよい。格子構造のグレートバーによって台車６０の内部空間がウィンドボックスに連通されてもよく、台車６０の内部が下方に吸引されてもよい。このため、台車６０の内部空間に積載された原料層の熱処理を施すことが可能である。台車６０の内部空間が原料層を熱処理する空間として使用されてもよく、原料層は、搬送経路を通りながら焼結され且つ冷却されてもよい。

複数台の台車６０は、一つの方向に配設されたコンベヤーに一つの方向に走行可能に支持されてもよい。複数台の台車６０は、無端方式により係合してコンベヤーの上部側を走行しながら搬送経路を形成してもよく、コンベヤーの下部側を走行しながら回送経路を形成してもよい。台車６０は、搬送経路を一つの方向に走行しながら原料層を熱処理、例えば、焼結し、搬送経路の終わる地点（折り返し地点）において折り返されながら原料層を排鉱した後、回送経路に進入して一つの方向とは反対の方向に回送経路を走行し、回送経路の終わる地点において搬送経路に折り返されてもよい。

搬送経路は、複数の区間を有する。複数の区間は、装入区間、装入区間につながる点火区間、及び装入区間の反対側における、点火区間につながる焼結区間を有する。複数の区間は、原料が移動する方向（台車が搬送経路を走行する方向）を基準として装入区間、点火区間及び焼結区間の順に連接する。原料が移動する方向を基準として、装入区間は、原料が先に通過される搬送経路の上流側である搬送経路の一方の端縁に設けられ、点火区間は、装入区間に後行して装入区間の下流側につながり、焼結区間は、点火区間に後行して点火区間の下流側につながる。

装入区間にホッパー１０が配置されて、この区間を走行する台車６０に原料を積載する。点火区間に点火炉５０が配置されて、この区間を走行する台車６０に積載された原料層を点火する。焼結区間は、台車６０に積載された原料層の表面に形成された燃焼帯を原料層の下部に移動させながら原料層を焼結する区間である。原料層は、焼結区間を一つの方向に走行しながら焼結されて焼結鉱に製造される。

複数の区間が終わる地点（搬送経路の他方の端縁の下流側）の外側に排鉱シュートが配設されてもよい。台車６０が焼結区間のうちの一つの地点を通過するとき、燃焼帯が台車６０の底面に達しながら原料層の焼結が完了すれば、この時点から、搬送経路の終了地点まで台車６０が移動しながら焼結鉱が冷却される。いうまでもなく、原料層の焼結が完了する地点が、搬送経路の終了地点であってもよい。次いで、焼結鉱は、搬送経路の終了地点（後述する複数の区間が終わる地点）において排鉱シュート（図示せず）に排鉱されてもよい。

焼結区間を中心として点火区間の反対側における、焼結区間の外側に離間した位置に破砕器（図示せず）が配備されてもよく、この破砕器と、搬送経路の終了地点を走行し、折り返し中の台車とをつなぐように排鉱シュート（図示せず）が配設される。破砕器は、台車から排鉱された原料層を所定の粒度に破砕可能に形成されてもよい。破砕器において所定の粒度に破砕された焼結鉱は、所定のシュートに案内されて冷却器に装入される。

冷却器（図示せず）は、例えば、空冷式の冷却器であってもよく、例えば、冷却台車を環状の冷却経路において循環させながら冷却台車の内部に空気を吹き込んで冷却台車の内部に装入された焼結鉱が冷却可能な構造に設けられてもよい。冷却器において冷却された焼結鉱は、高炉工程に搬送されてもよい。

上述したホッパー１０、フィーダー２０、ゲート３０、シュート４０、点火炉５０、台車６０、ウィンドボックス、排気部、破砕器、排鉱シュート及び冷却器などの焼結装置の構成部は、上述した構成と方式の他にも、様々な構成及び方式を有してもよく、これを特に限定しない。

通気性の測定機７００は、台車の走行方向を横切る方向に並べられた複数の区間にそれぞれ配設され、原料層の幅方向の粒度偏析による通気度を各区間において連続して測定してもよい。このとき、複数の区間は、原料層の幅方向に仕切られる複数の区間である。これらの複数の区間は、長手方向に延びるが、幅方向に離間する複数本の領域線を原料層の上部面と下部面に配置した後、これらの領域線を上下方向に結んで形成された複数の面によって台車６０の上に形成される複数の区間を意味する。

複数の区間のそれぞれは、長手方向に延び、幅方向に並べられてもよい。本発明の実施例においては、複数の区間を中心区間ｃ及び両側の端縁区間ｅとしてそれぞれ例示する。本発明の実施例においては、通気性の測定機７００を用いて原料層の上述した区間別の通気性を連続して精度よく測定することができる。この通気性の測定機７００については、以上において詳しく述べたため、以下においては、通気性の測定機７００が備える構成要素間の連結関係を中心として簡略に説明する。

通気性の測定機７００は、台車６０の上側に互いに離間する複数本のローラー７１０、一方のローラーと他方のローラーとをつなぐように一方のローラーと他方のローラーの両側の端部に配設される複数の回転体７２０、原料層を向かい合うように配設され、下部面の周縁がローラー７１０及び回転体７２０に接触されるように配設されるフランジ７３０、フランジ７３０を貫通して上側に延びる中空管９４０、中空管９４０に取り付けられる流速センサー９５０及び流速センサー７５０に連結される算出部（図示せず）を備えていてもよい。なお、通気性の測定機７００は、複数本のローラー７１０及び複数の回転体７２０を台車の走行方向を横切る方向に貫通して回転可能に支持する支持体７６０を備えていてもよい。

ローラー７１０及び回転体７２０は、原料層に連通される通路を形成してもよく、フランジ９３０は、ローラー７１０及び回転体７２０により形成された上述した空間の上面をシールするように配設されてもよい。

回転体７２０は、台車の走行方向に互いに離間して一方のローラーと他方のローラーにそれぞれ整列される複数のホイール７２１、複数のホイール７２１を巻回して回転可能に取り付けられるベルト７２２、ベルト７２２の内周面に凹んで形成されるスリット７２４、複数のホイール７２１から離間してベルト７２２の内周面に接し、ベルト７２２の内側空間をシールするようにスリット７２４に嵌設される側壁７２３を備えていてもよい。

一方のローラーと他方のローラーとは、各両側の端部が向かい合うベルト７２２に接触され、各外周面が各ベルト７２２に並ぶように接し、フランジ７３０は、下部面の周縁が向かい合うベルト７２２及びローラー７１０の外周面に接触されるように配設される。

複数本のローラー７１０及び複数の回転体７２０の間に形成された空間を含めて第１の通路Ｓ１が形成されてもよい。第１の通路Ｓ１は、フランジ７３０、複数本のローラー７１０及び複数の回転体７２０により上面と側面とが形成され、下面が開放されて原料層に連通される。中空管７４０の内部を含めて第２の通路Ｓ２が形成されるが、第２の通路Ｓ２の出口が第１の通路Ｓ１の上面に連通されてもよい。

支持体７６０は、下部が複数本のローラー７１０及び複数の回転体７２０を原料層に接触可能に支持し、上部が中空管７４０に連結されてフランジ７３０を複数本のローラー７１０及び複数の回転体７２０に接触可能に支持してもよい。

流速センサー７５０は、中空管７４０の内部を通る気体の流速を測定してもよく、算出部は、流速センサー７５０において測定される流速値を用いて原料層の通気性を算出してもよい。

上述したようにして形成される通気性の測定機７００の作動について説明する。原料層が台車６０によって搬送経路を数ｍ／ｓの速度にて走行すれば、ローラー７１０及び回転体７２０が原料層に接触して回転しながら原料層との密着を保つことができる。このため、第１の通路Ｓ１の側面が円滑にシールされながら、第１の通路Ｓ１がその下面を介して原料層に連続して連通可能である。原料層は、内部が下方に吸引されるため、これにより、第１の通路Ｓ１内の気体が原料層に吸引され、第１の通路Ｓ１に連通される第２の通路Ｓ２を介して原料層の表面から高く離間した位置の気体を連続して安定的に原料層の表面に案内することができる。

すなわち、通気性の測定機７００は、ローラー及び回転体を用いて走行中の原料層の表面に密着されながら、その内部の通路が原料層に連通されてもよい。このとき、原料層の荒い表面との摩擦に伴う損傷が抑制または防止可能であり、原料層の荒い表面を介した気体の漏れが抑制または防止可能である。すなわち、通気性の測定機７００を運用するに当たって、その耐久性及び密閉性を向上させることができる。流速センサー７５０は、第２の通路Ｓ２を流れる気体の流速を測定した後、この値を用いて算出部が通気性を正確に算出する。すなわち、通気性の測定機７００を運用するに当たって、測定の正確性を向上させることができる。

それぞれの通気性の測定機７００において、これらの過程を連続して行って、幅方向の複数の区間別の通気性をリアルタイムにて算出することができる。幅方向の複数の区間別に算出される原料層の通気性は、原料層の幅方向の粒度偏析を調節する上で活用されてもよい。なお、通気性の値から原料層の幅方向の粒度のばらつきによる空隙率が計算可能である。

以下において、原料層の幅方向の粒度偏析を調節する具体的な方式及び同方式に適用される幅方向の装入制御器８００及び装入器９００について説明する前に、まず、原料層の幅方向の粒度偏析を調節しなければならない理由について説明する。

原料層の幅方向の装入密度及び粒度偏析が万遍なく形成されれば、台車６０の両側の端縁の側壁（一つの方向に延びた側壁をいう。）に接する一部の原料層（幅方向の両側の端縁区間ｅに位置する原料層をいう。）の空隙が、台車６０の中央に位置する残りの原料層（幅方向の中心区間ｃに位置する原料層をいう。）の空隙よりも大きな値を有することになる。これは、幅方向の両側の端縁区間ｅにおいては、原料層の空隙の形成が台車６０の側壁に影響を受けるからである。すなわち、原料Ｍと台車６０の側壁との間の空隙が幅方向の両側の端縁区間ｅにおいて原料層の空隙率を高める要因となる。

この場合、幅方向の中心区間ｃの原料層から吸引される気体の流速が相対的に小さく、幅方向の両側の端縁区間ｅの原料層を通過する気体の流速が相対的に大きい。このような流速の差が一定の値を超えると、原料（疑似粒子ともいう。）の焼結に必要な熱エネルギーが幅方向の両側の端縁区間ｅに装入された原料層に十分に供給できなくなって、幅方向の両側の端縁区間ｅにおいては原料層が不完全焼結され、したがって、幅方向の両側の端縁区間ｅに装入された原料層への焼結鉱の回収率が低下し、焼結鉱の強度の低下が招かれる。

したがって、焼結鉱の回収率及び強度を向上させるためには、リアルタイムにて原料層の幅方向の複数の位置において通気性を測定し、その値のばらつきを減らすように原料層の幅方向の粒度偏析を調節せねばならない。

本発明の実施例においては、上述した通気性の測定機７００において測定された通気性の値を幅方向の装入制御器８００が受け取った後、その値を用いて装入器９００を制御してもよく、これにより、原料層の幅方向に空隙率が均一になるように幅方向の複数の位置別に粒度を異ならせて偏析させて装入することができる。このため、原料層の幅方向への火炎の伝搬速度が均一になって焼結鉱の回収率が向上し、強度のばらつきが減らされる。

以下、原料層の幅方向の粒度偏析を調節する具体的な方式については、幅方向の装入制御器８００及び装入器９００について説明するときに説明する。

幅方向の装入制御器８００は、演算部８１０及び制御部８２０を備えていてもよい。演算部８１０は、それぞれの通気性の測定機から測定値を入力されて、ばらつき値を算出してもよい。このとき、本発明の実施例においては、複数の区間のうち、幅方向の中心区間ｃの通気性の値を基準として、両側の端縁区間ｅの通気性の値をそれぞれ求めることができる。いうまでもなく、ばらつき値は、各種の方式で求めることができ、区間の数に応じて複数のばらつき値を求めることができる。ばらつき値は、制御部８２０に引き渡されてもよい。次いで、制御部８２０は、入力されたばらつき値を用いて、幅方向の中心区間ｃ及び両側の端縁区間ｅの流速差を判断し、幅方向の中心区間ｃ及び両側の端縁区間ｅのうち、流速の遅い区間に粒度の大きな原料が装入されるようにし、流速の速い区間に粒度の小さな原料が装入されるようにして、装入器９００の作動を制御する。装入器９００によって台車６０に装入される原料層の幅方向の粒度偏析が調節されてもよい。

すなわち、本発明の実施例においては、原料Ｍが台車６０に落下して装入されるとき、粒度別に垂直に偏析するように装入されながら、幅方向に粒度が偏析されて装入可能であるが、これは、装入器９００により行われてもよい。装入器９００は、ホッパー１０の内部に装入される原料Ｍの粒度偏析を幅方向に調節可能に配設されてもよい。

装入器９００は、例えば、シャトルコンベヤーと呼ばれてもよい。この装入器９００は、原料Ｍが運べるコンベヤー部９１０及びコンベヤー部９１０の下流側の端部を他の方向Ｙ、例えば、幅方向に往復動させ得るシャトル部９２０を備えていてもよい。このとき、シャトル部９２０の構造は、特に限定されず、幅方向に前後進したり、伸縮されながら揺動したりできる構造であればよく、例えば、シリンダー構造に設けられてもよい。

装入器９００は、コンベヤー部９１０の下流側の端部がホッパー１０の入口の開口の上に位置するように配設され、上流側（図示せず）において原料Ｍを積載されて、これを下流側の端部に運び、次いで、原料Ｍをホッパー１０に落下させて装入する。

コンベヤー部９１０の下流側の端部は、シャトル部９２０によって幅方向に往復動しながらホッパー１０の内部に原料Ｍを装入するが、図２に示すように、幅方向の中心部が凹状に畝間を形成し、幅方向の両側の端縁がそれぞれ凸状に畝を形成するように原料Ｍを装入してもよい。この場合、ホッパー１０の内部に装入された原料Ｍの上面の形状をＶ字状と称する。あるいは、図示とは逆に、幅方向の中心部が凸状の畝を形成し、幅方向の両側の端縁がそれぞれ凹状の畝間を形成するように原料Ｍを装入してもよい。この場合、ホッパー１０の内部に装入された原料Ｍの上面の形状を逆Ｖ字状と称する。

Ｖ字状の上面の形状においては、幅方向の中心部に粒度の大きな原料Ｍが相対的に多く溜まることになり、その畝間の深さが深くなるにつれて、幅方向の中心部に粒度の大きな原料Ｍが溜まる現象が激しくなる。このとき、畝間の深さは、畝の高さＨ２から畝間の高さＨ１を差し引いた値を意味する。

これに対し、逆Ｖ字状の上面の形状においては、幅方向の両側の端縁に粒度の大きな原料Ｍが相対的に多く溜まることに伴い、幅方向の中心部には粒度の小さな原料Ｍが相対的に多く溜まる。このとき、逆Ｖ字状の上面において、畝間の深さが深くなるにつれて、幅方向の両側の端縁に粒度の大きな原料Ｍが溜まる現象が激しくなる。

これは、原料Ｍの粒子が有する物理的な特性、例えば、安息角、反発係数、停止摩擦係数、転がり摩擦係数などにより粗大粒子が流れたり流動したりして幅方向に粒度偏析が生じるからである。いわば、粒度の大きな原料Ｍであるほど、畝から畝間に向かって転がって落下しようとする性質が強く、粒度の小さな原料Ｍは、畝側に残留したり、畝間側には短い距離のみ転がって落下した後、その位置において残留しようとする挙動を示すからである。

このような原理を踏まえて、ホッパー１０の内部において原料Ｍの幅方向の粒度偏析を調節することができ、これは、台車６０に装入された原料層の幅方向の粒度偏析にもつながる場合がある。すなわち、原料Ｍは、ホッパー１０内の幅方向の粒度偏析の通りに台車６０に装入可能であり、原料の装入中には、フィーダー２０、ゲート３０及びシュート４０で原料の幅方向の粒度偏析を調節することができる。結局のところ、ホッパー１０の内部の幅方向の粒度偏析を調節する方式で原料層の幅方向の粒度偏析を調節することができる。

例えば、ホッパー１０の内部に装入される原料ＭがＶ字状の上面の形状を有するようにシャトル部９２０の幅方向の往復速度及びコンベヤー部９１０の搬送量並びに搬送速度を調節すれば、原料層の幅方向の複数の区間のうちの中心区間ｃに相対的に大きな粒度の原料Ｍを装入しながら両側の端縁区間ｅにそれぞれ相対的に小さな粒度の原料Ｍを装入することができる。このとき、畝間の深さを増せば増やすほど、粒度偏析の差が大きくなり、畝間の深さを減らせば減らすほど、粒度偏析の差が小さくなる。

これに対し、ホッパー１０内に装入される原料Ｍが逆Ｖ字状の上面の形状を有するようにシャトル部９２０の幅方向の往復速度及びコンベヤー部９１０の搬送量並びに搬送速度を調節すれば、原料層の幅方向の中心区間ｃに相対的に小さな粒度で原料Ｍを装入し、両側の端縁区間ｅにそれぞれ相対的に大きな粒度の原料Ｍを装入することができる。このとき、畝間の深さを増やせば増やすほど、粒度偏析の差が大きくなり、畝間の深さを減らせば減らすほど、粒度偏析の差が小さくなる。

これを応用すれば、ホッパー１０の内部に幅方向の所望の位置に複数の畝間と畝とを形成すれば、原料層の幅方向の所望の区間に対する粒度偏析をそれぞれ円滑に調節することができる。

上述した装入器９００の作動方式は、幅方向の装入制御器８００により制御可能であり、幅方向の装入制御器８００は、原料層の幅方向の複数の区間別の通気性の差に基づいて原料層の幅方向に通気性が均一になるように装入器９００の作動を制御することができる。このための装入器９００の作動パターンは多岐にわたり、それぞれの焼結鉱の製造工程別のホッパーのサイズ、原料の装入量及び台車の走行速度など、工程条件などに応じてそれぞれ異なるように定められてもよい。

幅方向の中心区間ｃに配設された通気性の測定機７００において測定される通気性の値が相対的に小さく、幅方向の両側の端縁区間ｅにそれぞれ配設された通気性の測定機７００において測定される通気性の値が相対的に大きな場合を基準として、下記において、装入器９００による原料層の幅方向の粒度偏析を調節する方式について説明する。

装入器９００は、幅方向の装入制御器８００により原料の搬送量、原料の搬送速度及び原料の幅方向の落下位置を様々なパターンに調節してホッパー１０の幅方向の中心部に大きな粒度の原料が装入されるようにし、幅方向の両側の端縁に小さな粒度の原料が装入されるようにする。通気性の値のばらつきが大きくなるにつれて、幅方向の粒度偏析の差が大きくなるように装入し、通気性の値のばらつきが小さくなるにつれて、幅方向の粒度偏析の差が小さくなるように装入する。このように、ホッパー１０の内部において原料の粒度偏析が幅方向に調節されれば、原料がホッパー１０から払い出されて台車６０に装入されながら、幅方向に粒度のばらつきを有することになって、原料層の幅方向の粒度偏析が調節可能である。例えば、原料層の幅方向の中心区間ｃに相対的に大きな粒度の原料が装入され、原料層の幅方向の両側の端縁区間ｅに相対的に小さな粒度の原料が装入可能である。

このため、幅方向の中心区間ｃにおいて原料層の通気性が増加し、幅方向の両側の端縁区間ｅにおいて原料層の通気性が減少しながら、原料層の幅方向に通気性が均一に調節可能であり、その結果、原料層の内部において吸引中の気体が原料層の幅方向のすべての位置において均一な速度にて吸引されながら火炎の伝搬が幅方向に均一になる。

一方、工程を行いながら原料層の幅方向の粒度偏析をリアルタイムにて調節する間に、原料層の幅方向の粒度偏析の状態が反転されることがある。以下において、幅方向の中心区間ｃに配設された通気性の測定機７００において測定される通気性の値が相対的に大きく、幅方向の両側の端縁区間ｅにそれぞれ配設された通気性の測定機７００において測定される通気性の値が相対的に小さな場合を基準として、下記において、装入器９００による原料層の幅方向の粒度偏析を調節する方式について説明する。

装入器９００は、幅方向の装入制御器８００により原料の搬送量、原料の搬送速度及び原料の幅方向の落下位置を様々なパターンに調節してホッパー１０の幅方向の中心部に小さな粒度の原料が装入されるようにし、幅方向の両側の端縁に大きな粒度の原料が装入されるようにする。通気性の値のばらつきが大きくなるにつれて、幅方向の粒度偏析の差が大きくなるように装入し、通気性の値のばらつきが小さくなるにつれて、幅方向の粒度偏析の差が小さくなるように装入する。

このように、ホッパー１０の内部において原料の粒度偏析が幅方向に調節されれば、原料がホッパー１０から払い出されて台車６０に装入されながら、幅方向に粒度のばらつきを有することになって、原料層の幅方向の粒度偏析が調節可能である。例えば、原料層の幅方向の中心区間ｃに相対的に小さな粒度の原料が装入され、原料層の幅方向の両側の端縁区間ｅに相対的に大きな粒度の原料が装入可能である。

このため、幅方向の中心区間ｃにおいて原料層の通気性が減少し、幅方向の両側の端縁区間ｅにおいて原料層の通気性が増加しながら、原料層の幅方向に通気性が均一に調節可能であり、その結果、原料層の内部において吸引中の気体が原料層の幅方向のすべての位置において均一な速度にて吸引されながら、火炎の伝搬が幅方向に均一になる。

このように、幅方向の両側の端縁区間ｅにおいて原料層を通過する気体の流速が幅方向の中心区間ｃにおいて原料層を通過する気体の流速よりも相対的に遅ければ、あるいは、速ければ、装入器９００にホッパー１０内の原料の幅方向の粒度を偏析させて原料層の幅方向の粒度偏析を制御することができる。

このため、原料層を通過する気体の流速が幅方向に均一になりながら、火炎の伝搬が幅方向に均一になる。したがって、幅方向に均一な熱エネルギーの分布が原料層の内部に形成される。その結果、焼結鉱の回収率及び生産性が向上し、強度のばらつきが低減されて品質が向上する。

このような過程中に、ホッパー１０内の原料の幅方向の粒度偏析は、ホッパー１０内の水分の蒸発及び粉塵の飛散などにより光学や機械的な計測機では計測し難い。このとき、通気性の測定機６００において測定される原料層の幅方向の位置または区間別の通気性の値を用いて、ホッパー１０内の原料の幅方向の粒度偏析をリアルタイムにて予測することもできる。例えば、原料層の幅方向の位置または区間別の通気性の値の変化から、ホッパー１０内の原料の幅方向の粒度偏析の変化を予測し、これから、ホッパー１０内の原料の幅方向の粒度偏析をリアルタイムにて予測することができる。

図６は、本発明の比較例及び実施例に従う通気性の測定結果を対比したグラフであり、図７は、本発明の比較例及び実施例に従う焼結鉱の粒度偏析を実際に測定した結果を対比したグラフである。

本発明の比例及び実施例に従う通気性の測定結果を対比すべく、本発明の実施例に従う通気性の測定機を設け、画像面積４５０ｍ^２の焼結装置を用いて焼結鉱の製造工程を行いながら、台車の幅方向の中央及び両側の端縁位置において通気性の測定機で流速値を測定した。

比較例の場合、原料層の幅方向の粒度のばらつきの調節なしに工程を行った。グラフを参照すると、台車上の各位置において流速に違いが出ることを確認することができる。

実施例の場合、測定された流速値から通気性を算出して幅方向の装入制御器８００に引渡し、この値のばらつきを用いて幅方向の装入制御器８００が装入器９００の作動を制御し、装入器９００が台車の側壁の近くと中央の近くにおいて粒度が偏析されるように調節してホッパー１０に原料を装入した。その結果、グラフを参照すると、台車上の各位置において流速差が格段に低減されたことを確認することができる。

次いで、比較例の焼結鉱の製造工程において台車に装入された原料層をサンプリングし、実施例の焼結鉱の製造工程において台車に装入された原料層をサンプリングして粒度の分析を行った。図７に示すように、比較例の場合とは異なり、実施例においては、台車の中央側の粒度が左側及び右側の粒度よりも大きくなるように粒度偏析されて原料層が装入されたことを確認することができる。すなわち、台車の中央側の粒度が左側及び右側の粒度よりも大きくなるように粒度偏析が調節されれば、台車上の各位置において流速差が格段に低減されることを示す。

また、比較例の焼結鉱の製造工程における焼結鉱の回収率よりも、実施例の焼結鉱の製造工程における焼結鉱の回収率の方が１．０％以上増加したことをさらに確認することができた。

前述したように、本発明の実施例においては、原料層の区間別の通気性を連続して精度よく測定しながら、幅方向に均一に調節することができる。さらに詳しくは、原料層の通気性がリアルタイムにて測定可能な通気性の測定機、原料層の幅方向の粒度偏析が調節可能な装入器及び幅方向の装入制御器を用いて、原料層の下方に吸引される気体の流速を測定することができ、これらの値が幅方向に均一になるように原料層の幅方向の粒度偏析を制御することができる。このため、焼結鉱の回収率が増大され、強度のばらつきが低減される。

本発明の前記実施例は、本発明の説明のためのものであり、本発明の制限のためのものではない。また、本発明の前記実施例に開示された構成と方式は、互いに結合したり交差適用されたりして各種多様な形態に変形される。これらの変形例もまた、本発明の範囲に属するものとみなされることに留意すべきである。すなわち、本発明は、特許請求の範囲及びこれと均等な技術思想の範囲内において異なる種々の形態に具体化される筈であり、本発明が属する技術分野における業者であれば、本発明の技術思想の範囲内において種々の実施例が可能であるということが理解できる。

１０ ホッパー
２０ フィーダー
３０ ゲート
４０ シュート
５０ 点火炉
６０ 台車
７００ 測定機
７１０ ローラー
７１１ 突起
７２０ 回転体
７２１ ホイール
７２２ ベルト
７２３ 側壁
７２４ スリット
７２５ リング部材
７３０ フランジ
７４０ 中空管
７５０ 流速センサー
７６０ 支持体
７６１ 支持バー
７６２ 支持ブロック
７６３ 垂直バー
７６４ 水平バー
７６５ 水平バー
８００ 装入制御器
８１０ 演算部
８２０ 制御部
９００ 装入器
９１０ コンベヤー部
９２０ シャトル部

Claims (18)

1. 処理物の上側に処理物の移動方向に互いに離間する複数本のローラーと、
   一方のローラーと他方のローラーとをつなぐように一方のローラーと他方のローラーの両側の端部に配設される複数の回転体と、
   前記複数本のローラー及び複数の回転体により形成された空間の上面をシールするように配設されるフランジと、
   前記フランジを貫通して上側に延びる中空管と、
   前記中空管に取り付けられる流速センサーと、
   を備えることを特徴とする通気性の測定機。
2. 前記回転体は、
   処理物の移動方向に互いに離間して前記一方のローラーと他方のローラーにそれぞれ整列される複数のホイールと、
   前記複数のホイールを巻回して回転可能に取り付けられるベルトと、
   前記ベルトの内側空間をシールするように前記ベルトの内周面に配設される側壁と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の通気性の測定機。
3. 前記側壁は、前記複数のホイールから離間して前記ベルトの内周面に接触されることを特徴とする請求項２に記載の通気性の測定機。
4. 前記回転体は、
   前記ベルトの内周面に凹んで形成されるスリットをさらに備え、
   前記側壁は、前記スリットに嵌設されることを特徴とする請求項２に記載の通気性の測定機。
5. 前記一方のローラーと他方のローラーとは、各両側の端部が向かい合うベルトに接触され、各外周面が各ベルトに並ぶように接することを特徴とする請求項２に記載の通気性の測定機。
6. 前記フランジは、下部面の周縁が向かい合うベルト及びローラーの外周面に接触されるように配設されることを特徴とする請求項２に記載の通気性の測定機。
7. 前記フランジ、複数本のローラー及び複数の回転体の間に形成された空間を含めて第１の通路が形成され、
   前記第１の通路は、前記フランジ、複数本のローラー及び複数の回転体により上面と側面とが形成され、下面が開放されて処理物と連通されることを特徴とする請求項２に記載の通気性の測定機。
8. 前記中空管の内部を含めて第２の通路が形成され、前記第２の通路は、出口が前記第１の通路の上面に連通されることを特徴とする請求項７に記載の通気性の測定機。
9. 前記複数本のローラー及び複数の回転体を処理物の移動方向を横切る方向に貫通して回転可能に支持する支持体を備え、
   前記支持体は、下部が前記複数本のローラー及び複数の回転体を前記処理物に接触可能に支持し、上部が前記フランジや中空管に連結されて前記フランジを前記複数本のローラー及び複数の回転体に接触可能に支持することを特徴とする請求項２に記載の通気性の測定機。
10. 走行しながら原料を処理可能に配設される台車と、
    前記台車の上側に前記台車の走行方向を横切って配設され、前記台車の内部において処理される原料層と連通される通路を形成するローラー及び回転体を有する通気性の測定機と、を備えることを特徴とする焼結装置。
11. 前記通気性の測定機は、
    前記原料層を向かい合うように配設されるフランジと、
    前記フランジを貫通して上側に延びる中空管と、
    前記中空管に取り付けられる流速センサーと、
    を備え、
    前記ローラー及び回転体は、前記フランジの下部面の周縁に接触されるように配設されて前記通路を形成することを特徴とする請求項１０に記載の焼結装置。
12. 前記ローラーは複数配備されて、前記台車の上側に前記台車の走行方向に互いに離間し、
    前記回転体は複数配備されて、一方のローラーと他方のローラーとをつなぐように一方のローラーと他方のローラーの両側の端部に配設され、
    前記フランジは、複数本のローラー及び複数の回転体により形成された空間の上面をシールするように配設されることを特徴とする請求項１１に記載の焼結装置。
13. 前記回転体は、
    前記台車の走行方向に互いに離間して前記一方のローラーと他方のローラーにそれぞれ整列される複数のホイールと、
    前記複数のホイールを巻回して回転可能に取り付けられるベルトと、
    前記ベルトの内周面に凹んで形成されるスリットと、
    前記ベルトの内側空間をシールするように前記スリットに嵌設される側壁と、
    を備えることを特徴とする請求項１２に記載の焼結装置。
14. 前記側壁は、前記複数のホイールから離間して前記ベルトの内周面に接することを特徴とする請求項１３に記載の焼結装置。
15. 前記一方のローラーと他方のローラーとは、各両側の端部が向かい合うベルトに接触され、
    各外周面が各ベルトに並ぶように接し、
    前記フランジは、下部面の周縁が向かい合うベルト及びローラーの外周面に接触されるように配設され、
    前記フランジ、複数本のローラー及び複数の回転体の間に形成された空間を含めて第１の通路が形成されることを特徴とする請求項１３に記載の焼結装置。
16. 前記第１の通路は、前記フランジ、複数本のローラー及び複数の回転体により上面と側面とが形成され、下面が開放されて前記原料層に連通され、前記中空管の内部を含めて第２の通路が形成され、前記第２の通路の出口が前記第１の通路の上面に連通されることを特徴とする請求項１５に記載の焼結装置。
17. 前記複数本のローラー及び複数の回転体を前記台車の走行方向を横切る方向に貫通して回転可能に支持する支持体を備え、
    前記支持体は、下部が前記複数本のローラー及び複数の回転体を前記原料層に接触可能に支持し、上部が前記フランジや中空管に連結されて前記フランジを前記複数本のローラー及び複数の回転体に接触可能に支持することを特徴とする請求項１３に記載の焼結装置。
18. 前記通気性の測定機は、前記台車の走行方向を横切る方向に並べられた複数の区間にそれぞれ配設され、
    前記台車に原料を装入可能に配設されるホッパーと、
    前記ホッパーの内部に装入される原料の粒度偏析を幅方向に調節可能に配設される装入器と、
    それぞれの通気性の測定機から測定値を入力されてばらつき値を算出した後、ばらつき値を用いて前記装入器を制御する幅方向の装入制御器と、
    を備えることを特徴とする請求項１０に記載の焼結装置。

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