JP5499462B2 - 焼結鉱の製造方法および焼結機 - Google Patents
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Description
図3は、焼結鉱の高生産時と低生産時、即ち、パレット移動速度が速い時と遅い時の装入層内の温度分布を示したものである。原料粒子が溶融し始める1200℃以上の温度に保持される時間(以降、「高温域保持時間」と称する)は、低生産の場合にはt1、生産性を重視した高生産の場合にはt2で表されている。高生産の時には、パレットの移動速度が速いため、高温域保持時間t2が低生産の時のt1と比べて短くなる。高温域保持時間が短くなると、焼成不足となり易く、焼結鉱の冷間強度が低下し、歩留が低下する。したがって、高強度焼結鉱の生産性を上げるためには、短時間の焼結でも、焼結ケーキの強度、即ち焼結鉱の冷間強度を上げて、歩留の維持、向上を図ることができる何らかの手段を講じる必要がある。なお、焼結鉱の冷間強度を表す指標としては、一般に、SI(シャッターインデックス)、TI(タンブラーインデックス)が用いられる。
上記問題点を解決する技術として、出願人は、特許文献5において、焼結機のパレット上に堆積させた焼結原料の装入層の上から燃焼下限濃度以下に希釈した各種気体燃料を供給して装入層中に導入し、燃焼させることにより、装入層内の最高到達温度および高温域保持時間のいずれか一方または両方を調整する方法を提案している。
また、本発明の製造方法における前記第1の気体燃料燃焼工程は、
(a)気体燃料を開口径が3mmφ未満の噴出口から噴出させること、
(b)気体燃料を開口径が0.8〜1.5mmφの噴出口から噴出させること、を特徴とする。
(a)気体燃料を開口径が3mmφ以上の噴出口から噴出させること、
(b)気体燃料を開口径が6〜15mmφの噴出口から噴出させること、
(c)気体燃料を開口径が10〜15mmφの噴出口から噴出させること、
を特徴とする。
(a)希釈気体燃料の供給量および/または濃度を調整して装入層内の高温域保持時間を制御する工程であること、
(b)希釈気体燃料の供給量および/または濃度を調整して装入層内の最高到達温度を1200〜1380℃の範囲に制御する工程であること、
(c)焼結原料中の炭材量を調整して装入層内の最高到達温度を制御する工程であること、
(d)希釈気体燃料の供給量、濃度および焼結原料中の炭材量のいずれか1以上を調整して装入層内の最高到達温度を1200〜1380℃の範囲に制御する工程であること、
(e)希釈気体燃料の供給量、濃度もしくは焼結原料中の炭材量に応じて、装入層内の高温域保持時間を制御する工程であること、
(f)焼結原料中の炭材量に応じて希釈気体燃料の供給量もしくは濃度を調整して、装入層内の高温域保持時間を制御する工程であること、を特徴とする。
(a)装入層の上から導入した希釈気体燃料の少なくとも一部を未燃焼のまま上記装入層内の燃焼・溶融帯に到達させ、燃焼させる工程であること、
(b)装入層の上から導入した希釈気体燃料を燃焼させ、装入層内の燃焼・溶融帯の形態を制御する工程であること、
(c)燃焼・溶融帯の高さ方向の厚みおよび/またはパレット進行方向の幅を調節する工程であること、
(d)装入層内において希釈気体燃料を燃焼させ、燃焼・溶融帯の高温域保持時間を延長して焼結鉱の冷間強度を制御する工程であること、を特徴とする。
(a)希釈気体燃料の装入層内への導入を、装入層表層部に焼結ケーキが生成されてから焼結が完了するまでの間に行うこと、を特徴とする。
(b)焼結鉱の冷間強度を制御する工程であること、を特徴とする。
また、本発明の第1の気体燃料供給工程は、希釈気体燃料の装入層内への導入を、燃焼・溶融帯の厚みが15mm以上となる領域において行うこと、を特徴とする。
(a)燃焼下限濃度の75%以下かつ1%以上の濃度に希釈された気体燃料であること、
(b)燃焼下限濃度の25%以下かつ4%以上の濃度に希釈された気体燃料であること、
を特徴とする。
また、本発明の第1の気体燃料燃焼工程おける気体燃料は、高炉ガス、コークス炉ガス、高炉・コークス炉混合ガス、都市ガス、天然ガス、メタンガス、エタンガス、プロパンガスおよびそれらの混合ガスのうちから選ばれるいずれかの可燃性ガスであること、を特徴とする。
(a)気体燃料を、その気体燃料の燃焼速度を超える速度で噴出口から空気中に噴出させるものであること、
(b)気体燃料を、開口径が3mmφ未満の噴出口から噴出させること、
(c)気体燃料を、開口径が0.8〜1.5mmφの噴出口から噴出させること、を特徴とする。
(a)パレット進行方向の点火炉下流側に設置されていること、
(b)パレットの搬送方向に延長し、搬送方向と直行する幅方向に所定間隔を保って配設された複数の気体燃料供給配管を有し、該気体燃料供給配管には、気体燃料を噴出する噴出口を設けてなること、
(c)パレットの搬送方向と直行する方向に延長し、搬送方向に所定間隔を保って配設された複数の気体燃料供給配管を配設し、該気体燃料供給配管には、気体燃料を噴出する噴出口を設けてなること、を特徴とする。
(a)気体燃料を装入層表面に対して平行方向に噴出するものであること、
(b)気体燃料の大気中への噴出を、装入層表面上方300mm以上の高さで行うものであること、
(c)気体燃料の噴出高さ位置を調整可能な昇降機構を有すること、を特徴とする。
(a)点火炉の下流側に少なくとも1以上配設されてなること、
(b)着火された燃焼・溶融帯の燃焼前線が装入層表層下に進行した段階から焼結が完了するまでの間のいずれかの位置に配設されてなること、を特徴とする。
また、本発明の焼結機における前記第1および第2の気体燃料供給装置は、
(a)気体燃料を燃焼下限濃度の75%以下かつ1%以上の濃度に希釈した希釈気体燃料として装入層に導入するものであること、
(b)気体燃料を燃焼下限濃度の25%以下かつ4%以上の濃度に希釈した希釈気体燃料として装入層に導入するものであること、を特徴とする。
上記第1の気体燃料燃焼工程は、点火炉のパレット進行方向の下流側で、気体燃料供給部の小径口の噴出口から気体燃料を装入層上辺大気中に高速で吐出し、空気と混合させて、燃焼下限濃度以下の希釈気体燃料をとし、これを装入層中に導入させて、燃焼・焼結帯びで燃焼させるための工程であり、本発明の焼結機は、上記希釈気体燃料を得るための第1および第2の気体燃料供給装置を有することを特徴としている。
そして、切り出しシュート7の下流側には、装入層9の上方に点火炉10が配設され、この点火炉10で、装入層9の表層中の炭材に点火する。この点火炉10には、製鉄所内のコークス炉で発生する所謂Cガスと称されるコークス炉ガスが供給されており、このコークス炉ガスを燃焼させることにより、装入層9の表層中の炭材に点火する。
本発明において、上記のように装入層の上方で気体燃料を大気中に高速で吐出し、その気体燃料を燃焼下限濃度以下に希釈するのは、以下の理由による。
この実験では、図9に示したように25Aの配管に、開口径が1mmφ、2mmφおよび3mmφの噴出口を加工し、この配管にLNGガスを供給して上記噴出口からLNGガスを噴出させ、その噴出したLNGガスに点火源を用いて点火し、その後、上記点火源を引き離したときに吹き消えが起こる噴出速度を測定した。ここで、上記噴出速度は、LNGガスのヘッダー圧を変えることにより制御した。
また、気体燃料の噴出速度は、開口径の他に、気体燃料の供給圧力によっても変化するため、上記吹き消えが起こる噴出速度を確保するには、開口を形成するノズル圧力とノズル流速(噴出速度)の関係に基づき制御を行えばよい。図11は、空気を噴出させる場合を例にとって、ノズル圧とノズル流速との関係を示したものであり、気体燃料のガス密度(ρ)を代入すれば、下記式;
ΔP=ρ・V2/(2・g)
ここで、ΔP:ノズル差圧(mmH2O)、ρ:30℃における気体燃料の密度(kg/m3)、V:ノズル流速(m/s)、g:重力加速度(m/s2)である。
を用いてノズル流速を求めることができる。
また、気体燃料を吐出させる配管が長尺である場合、一般に、気体燃料の供給元に近いほど高速で噴出し、供給元から遠くなるほど噴出速度が遅くなることが予想される。そこで、図12の写真に示したように、開口径1mmφの噴出口をピッチ160mmで76個開け、先端を閉塞した長さ6mの長尺配管(25A)を用い、この配管の片側端から空気を元圧0.1〜1.00kg/cm2・Gの範囲で変化させて供給し、上記噴出口から空気を噴出させ、このときの配管長さ方向の圧力変化を測定した。その実験の結果は表6に示したが、この実験条件(配管径、噴出口)の範囲内では、元圧と配管末端部の圧力にほとんど差はなく、したがって、各噴出口から均等にガスが噴出していることがわかった。
(a)配管内の断面積を徐々に小さくしたテーパー状配管を用いる
(b)燃料供給元ヘッダーより遠ざかるほど、開口断面積を大きくする
(c)燃料供給元ヘッダーより遠ざかるほど、開口部やノズルのピッチを狭め、単位配管長さ当りの開口部ないしノズル断面積の和が大きくする、
のいずれか1つを適用するか、これらを組み合わせて適用することにより、均等に燃料を供給することができる。
図17に示したような、気体燃料の噴出方向が水平方向となるよう25Aの配管の両側面に開口径が1mmφの噴出口を112mmピッチで開けた気体供給配管を、焼結ベッド(装入層)の上の500mm位置に、400mmの間隔をもたせてパレット進行方向に平行に配列し、上記噴出口から200m/sの速度でLNGを大気中に噴出して周囲の空気と混合し、LNGを目標濃度0.8%に希釈させたときの均一化状況をシミュレーションした。なお、上記気体供給配管は、隣接する配管の噴出口が互いに56mmずつずれ、噴出した気体燃料が衝突しないように配列した。また、実焼結機を模して、焼結ベッドの上表面では、下方に0.9m/sの吸引速度で空気が吸引されているものとした。
また、第2の気体燃料供給装置によって装入層中に供給する気体燃料として、高炉ガス(Bガス)、コークス炉ガス(Cガス)、高炉ガスとコークス炉ガスとの混合ガス(Mガス)を使用する。もちろん他のガスも使用可能であるが高炉ガス(Bガス)、コークス炉ガス(Cガス)、高炉ガスとコークス炉ガスとの混合ガス(Mガス)は、焼結機を保有する製鉄所において発生しており、利用しやすくもっとも安価とも言える。例えば、コークス炉ガス(Cガス)では、焼結機の点火炉の点火バーナーに使用されている気体燃料であり、ガス供給配管が点火炉位置まで設置されている利点もある。
(a)装入層上部への高濃度の可燃性ガスの供給は、時として、爆発的燃焼を招くおそれがあり、少なくとも常温では、火種があっても燃焼しない状態としておく必要がある。
(b)装入層中で完全に燃焼せず、未燃焼のままウインドボックスの下流にある電気集塵器等に到達したとしても、電気集塵器の放電によって燃焼するおそれがないことが必要である。
したがって、好ましくは燃焼下限濃度の25%以下、燃焼下限濃度の4%以上である。
上述したように、本発明に係る焼結機では、希釈気体燃料の供給位置(装入層への導入位置)は、パレット移動方向における点火炉下流で、焼結ケーキが生成した後のいわゆる燃焼前線が表層下に進行した位置から焼結が完了するまでの間の1ヶ所以上の任意の位置で行うことが好ましい。このことは、燃焼前線が装入層の表層下に移った段階で気体燃料の導入を開始すること、したがって、気体燃料の燃焼が装入層の内部で起り、次第に下層へ移行することになるので、爆発のおそれがなく、安全な焼結操業が可能になることを意味している。
なお、気体燃料供給パイプ等の気体燃料供給系統を予熱する予熱機構を配置して、タールやスケール等の配管閉塞物質が気体燃料供給パイプや噴出口内で固化することを抑制するようにすれば、さらに清掃や点検周期を長くすることができる。
すなわち、図20は、コークス炉ガス(Cガス)を使用する際、焼結原料の装入層中でのCガス拡散度を測定する実験である。つまり、装入層中でコークス炉ガス濃度が偏る場合、燃焼ムラを生じ得られる焼結鉱品質が不均一となる問題を避けるためである。
焼結原料の充填層a下部から排気する形で焼結原料の充填層aの表面bの上方の空気を吸引する状態で、上記気体燃料供給パイプcの噴出口dから、コークス炉ガスを吐出させ、充填層a中の各箇所(丸印1〜丸印15)で採取したコークス炉ガス濃度を測定してコークス炉ガス拡散度を判定した。上記気体燃料供給パイプcの噴出口dは、充填層aの表面bに向かって吐出させたのが下吹き、充填層aの表面bの沿う方向に向かって吐出させたのが水平横吹きと称する。
コークス炉ガスは、CH4ガス同様、充填層a中を拡散し難く、下吹きよりも、水平横吹きの方がコークス炉ガス濃度は均一化されている。
鍋試験結果を、図25に示す。ガス吹込みを行わない焼結操業で得られる焼結鉱強度、歩留まり、生産性、焼結時間をベースとし比較したが、ベース、及び下向き気体供給に比べ、水平横吹きの供給形態が最も優れた結果となった。
このように、第1の気体燃料供給装置15Aの下流側に隣接させて第2の気体燃料供給装置15Bを配置することにより、第1の気体燃料供給装置15Aを通過した焼結機パレット8の装入層では、燃焼・溶融帯が表面から500mm〜600mm下がった位置となり、第2の気体燃料供給装置15Bで比較的低速でコークス炉ガスを気体燃料供給パイプの噴出口から噴射した場合でも、装入層の表面に火種がないので、希釈されたコークス炉ガスが装入層の上方で着火されて燃焼されることはなく、燃焼・溶融帯の拡幅に有効に利用される。しかも、コークス炉ガスは製鉄所内で生成されるので、ランニングコストを十分に低下させることができる。
好ましい範囲(2): 1.7vol%〜0.05vol%
好ましい範囲(3): 1.3vol%〜0.05vol%
好ましい範囲(4): 0.6vol%〜0.05vol%
好ましい範囲(4): 0.6vol%〜0.05vol%
また、Cガスは、燃焼下限濃度は5.0vol%であるから、Cガスの希釈気体燃料の濃度上限は、75%の場合は3.8vol%、60%の場合は3.0vol%、25%の場合は1.3vol%ということになる。一方、Cガスの場合、気体燃料供給の効果が顕れる下限濃度は0.24vol%である。したがって、好ましい範囲は以下のようになる。
好ましい範囲(2): 3.8vol%〜0.24vol%
好ましい範囲(3): 3.0vol%〜0.24vol%
好ましい範囲(4): 1.3vol%〜0.24vol%
また、LNGガスは燃焼下限濃度が4.8vol%であるから、LNGの希釈気体燃料の濃度上限は、75%の場合は3.6vol%、60%の場合は2.9vol%、25%の場合は1.2vol%ということになる。一方、LNGガスの気体燃料供給の効果が顕れる下限濃度は0.1vol%である。したがって、好ましい範囲は以下のようになる。
好ましい範囲(2): 3.6vol%〜0.1vol%
好ましい範囲(3): 2.9vol%〜0.1vol%
好ましい範囲(4): 1.2vol%〜0.1vol%
好ましい範囲(4): 1.2vol%〜0.1vol%
また、高炉ガスは、燃焼下限濃度は40.0vol%であるから、高炉ガスの希釈気体燃料の濃度上限は、75%の場合は30.0vol%、60%の場合は24.0vol%、25%の場合は10.0vol%ということになる。一方、高炉ガスの気体燃料供給の効果が顕れる下限濃度は0.24vol%である。したがって、好ましい範囲は以下のようになる。
好ましい範囲(2): 30.0vol%〜1.25vol%
好ましい範囲(3): 24.0vol%〜1.25vol%
好ましい範囲(4): 10.0vol%〜1.25vol%
この実験は、図27に示す実験装置、即ち、透明石英製窓付き竪型管状の試験鍋(150mmφ×400mmH)を用い、使用する気体燃料として、高炉ガス・コークス炉ガスの混合ガス(Mガス)を用い、出願人会社の焼結工場で使用しているのと同じ焼結原料、即ち、表10に示す焼結原料を使って、下方吸引圧力11.8kPa一定の条件で焼結鍋試験を行った例である。ここで、前記Mガスの燃焼成分の濃度は、空気で希釈して、0.5vol〜15vol%の範囲内で変動させた。なお、この実験に用いたMガスの燃焼下限濃度は12vol%である。
図中の高炉ガスに含まれる燃焼成分(可燃性ガス)とその他の成分(イナート:不活性ガス)の割合については、H2とCO2およびCOとN2との組み合わせで検討すると以下のとおりである。
(1)「H2とCO2」部分の組み合わせについての、(イナートガス)/(可燃性ガス)の比は、20.0/3.5=5.7である。
(2)一方、残りの燃焼成分である「COとN2」の組み合わせの場合における、(イナートガス)/(可燃性ガス)の比は、53.5/23.0=2.3であるから、同様にして、同図から横軸2.3と、CO+N2の曲線と交わる点から下限:44vol%、上限:74vol%が求まる。従って、この場合の燃焼限界の下限濃度は44vol%、上限濃度は74vol%である。
(3)さらに、両燃焼成分を含む高炉ガスの燃焼下限濃度は、図29中左方最下段の式で求めることができる。また、同式で前記(1)、(2)の上限値をあてはめれば燃焼上限濃度が求まる。このようにして高炉ガスの燃焼下限濃度ならびに燃焼上限濃度を求めることができる。
そして、気体燃料の燃焼範囲には、このように温度依存性があり、例えば、燃焼範囲は雰囲気温度が高くなればなるほど広がり、焼結機の燃焼・溶融帯近傍の温度場ではよく燃焼するものの、焼結機の下流側にある電気集塵機内の200℃程度の温度場では、本発明の好適実施例で示すような気体燃料の濃度では燃焼しないこともわかった。
図32は、数種類の気体燃料を燃焼下限濃度以下に希釈した希釈気体燃料を使用した本発明焼結法と、気体燃料の吹き込みを行わない従来焼結法とを比較した実験結果を示すものである。なお、希釈気体燃料の吹き込みを行わない従来焼結例では、粉コークスの添加量を5mass%とし、一方、粉コークス0.8mass%相当の希釈気体燃料を吹き込む本発明例では、総熱量を一定とするため、粉コークスの添加量を4.2mass%とした。図32からわかるように、希釈気体燃料を使用した場合は、いずれの例においても、シャッター強度、成品歩留、生産性の向上が認められた。このように、希釈気体燃料の使用例において、シャッター強度、成品歩留等が向上した理由は、燃焼・溶融帯の拡大と、それによる高温域保持時間の延長によるものと考えられる。
さらに、この実験においては、燃焼帯の降下速度(この逆数が高温域保持時間)への影響についても検討した。その結果、単にコークスを増量した場合や高温の空気を吹き込んだ場合には、降下速度が大きく低下して、生産性が低下するが、希釈した気体燃料を供給した場合には、固体燃料を増量した例と比較して燃焼速度を速くすることができるため、燃焼帯の降下速度は大気焼結の場合とほとんど差異が認められなかった。
ここで、図37の横軸における吹込み位置100〜200mmとは、図中で明るく(白く)示されている燃焼・溶融帯が装入層表面から100mm位置に移動した時から、試験鍋上方より希釈気体燃料の供給を開始し、その燃焼・溶融帯が200mmの位置に到達するまでの間、希釈気体燃料を吹き込んで燃焼させた例であり、その場合の燃焼・溶融帯(図中、燃焼・溶融帯は、明るく(白く)示されている)の進行状況を観察した結果を縦軸に示している。同様に、吹込み位置200〜300mmとは、燃焼・溶融帯が装入層表面から200mm位置に達した段階から300mmに到達するまでの間、希釈気体燃料を供給して燃焼させた例、そして吹込み位置300〜400mmとは、燃焼・溶融帯が装入層表面から300mm位置に達した段階から400mmに到達するまでの間、希釈気体燃料を供給して燃焼させた例を示したものである。また、比較として、希釈気体燃料の吹込みを行わない従来法の場合についても、燃焼・溶融帯の進行状況を調査した。なお、試験鍋の燃焼用空気の供給は、通常の焼結操業と同様に上方から下方に流れるので、気体燃料添加時は、この燃焼用空気に気体燃料が所定濃度になるように添加され、供給される。
2 ドラムミキサー
3 ロータリーキルン
4 床敷きホッパー
5 サージホッパー
6 ドラムフィーダー
7 切り出しシュート
8 パレット
9 装入層
10 点火炉
11 ウインドボックス
15A 第1の気体燃料供給装置
15B 第2の気体燃料供給装置
Claims (38)
- 循環移動するパレット上に粉鉱石と炭材を含む焼結原料を装入して装入層を形成する装入工程と、
前記装入層表面の炭材に点火炉で点火する点火工程と、
前記点火工程の下流側で、該前記装入層上方で気体燃料を噴出して空気と混合して燃焼下限濃度以下の希釈気体燃料とし、該希釈気体燃料をパレット下に配設されたウインドボックスで吸引して装入層内に導入し、装入層内において希釈気体燃料と炭材を燃焼させて焼結ケーキを生成する気体燃料燃焼工程とを有する焼結鉱の製造方法において、
前記気体燃料燃焼工程は、前記点火炉に近い下流側で、気体燃料を小口径の噴出口から吹き消え現象が起こる流速で噴出させる第1の気体燃料燃焼工程と、該第1の気体燃料供給工程の下流側で、気体燃料を前記第1の気体燃料燃焼工程より大口径の噴出口として供給する第2の気体燃料燃焼工程とを有することを特徴とする焼結鉱の製造方法。 - 前記吹き消え現象が起こる流速は、気体燃料の燃焼速度を超える速度であることを特徴とする請求項1に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1の気体燃料燃焼工程は、気体燃料を開口径が3mmφ未満の噴出口から噴出させることを特徴とする請求項1または2に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1の気体燃料燃焼工程は、気体燃料を開口径が0.8〜1.5mmφの噴出口から噴出させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第2の気体燃料燃焼程は、気体燃料を開口径が3mmφ以上の噴出口から噴出させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第2の気体燃料燃焼工程は、気体燃料を開口径が6mmφ〜15mmφの噴出口から噴出させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第2の気体燃料燃焼工程は、気体燃料を開口径が10mmφ〜15mmφの噴出口から噴出させることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1および第2の気体燃料燃焼工程は、希釈気体燃料の供給量および濃度の少なくとも一方を調整して装入層内の高温域保持時間を制御する工程であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1および第2の気体燃料燃焼工程は、希釈気体燃料の供給量および濃度の少なくとも一方を調整して装入層内の最高到達温度を1200〜1380℃の範囲に制御する工程であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1および第2の気体燃料燃焼工程は、焼結原料中の炭材量を調整して装入層内の最高到達温度を制御する工程であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1および第2の気体燃料燃焼工程は、希釈気体燃料の供給量、濃度および焼結原料中の炭材量のいずれか1以上を調整して装入層内の最高到達温度を1200〜1380℃の範囲に制御する工程であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1および第2の気体燃料燃焼工程は、希釈気体燃料の供給量、濃度もしくは焼結原料中の炭材量に応じて、装入層内の高温域保持時間を制御する工程であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1および第2の気体燃料燃焼工程は、焼結原料中の炭材量に応じて希釈気体燃料の供給量もしくは濃度を調整して、装入層内の高温域保持時間を制御する工程であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1および第2の気体燃料燃焼工程は、装入層の上から導入した希釈気体燃料の少なくとも一部を未燃焼のまま前記装入層内の燃焼・溶融帯に到達させ、燃焼させる工程であることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1および第2の気体燃料燃焼工程は、装入層の上から導入した希釈気体燃料を燃焼させ、装入層内の燃焼・溶融帯の形態を制御する工程であることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1および第2の気体燃料燃焼工程は、燃焼・溶融帯の高さ方向の厚みおよび/またはパレット進行方向の幅を調節する工程であることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1および第2の気体燃料燃焼工程は、装入層内において希釈気体燃料を燃焼させ、燃焼・溶融帯の高温域保持時間を延長して焼結鉱の冷間強度を制御する工程であることを特徴とする請求項1〜16のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1および第2の気体燃料燃焼工程は、希釈気体燃料の装入層内への導入を、装入層表層部に焼結ケーキが生成されてから焼結が完了するまでの間に行うことを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1の気体燃料燃焼工程は、希釈気体燃料の装入層内への導入を、燃焼・溶融帯の厚みが15mm以上となる領域において行うことを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記第1および第2の気体燃料燃焼工程は、焼結鉱の冷間強度を制御する工程であることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記希釈気体燃料は、燃焼下限濃度の75%以下かつ1%以上の濃度に希釈された気体燃料であることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記希釈気体燃料は、燃焼下限濃度の25%以下かつ4%以上の濃度に希釈された気体燃料であることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 前記気体燃料は、高炉ガス、コークス炉ガス、高炉・コークス炉混合ガス、都市ガス、天然ガス、メタンガス、エタンガス、プロパンガスおよびそれらの混合ガスのうちから選ばれるいずれかの可燃性ガスであることを特徴とする請求項1〜22のいずれか1項に記載の焼結鉱の製造方法。
- 循環移動するパレット上に粉鉱石と炭材を含む焼結原料を装入して装入層を形成する原料供給装置と、
前記装入層表面の炭材に点火する点火炉と、
前記装入層上辺の空気中に、気体燃料を噴出して燃焼下限濃度以下の希釈気体燃料とする気体燃料供給装置と、
前記希釈気体燃料と空気とをパレット下で吸引して装入層内に導入するウインドボックスとを備える焼結機において、
前記気体燃料供給装置は、前記点火炉に近い下流側に配設された、気体燃料を気体燃料供給部の小口径の噴出口から吹き消え現象が起こる流速で噴出する第1の気体燃料供給装置と、該第1の気体燃料供給装置の下流側に配設された、気体燃料を前記第1の気体燃料燃焼工程より大口径の噴出口から前記吹き消え現象が起こる流速で噴出させる第2の気体燃料供給装置とを少なくとも有することを特徴とする焼結機。 - 前記第1の気体燃料供給装置の前記気体燃料供給部は、気体燃料を、その気体燃料の燃焼速度を超える速度で小口径の噴出口から空気中に噴出させるものであることを特徴とする請求項24に記載の焼結機。
- 前記第1の気体燃料供給装置の前記気体燃料供給部は、気体燃料を、開口径が3mmφ未満の噴出口から噴出させることを特徴とする請求項24または25に記載の焼結機。
- 前記第1の気体燃料供給装置の前記気体燃料供給部は、気体燃料を、開口径が0.8〜1.5mmφの噴出口から噴出させることを特徴とする請求項24〜26のいずれか1項に記載の焼結機。
- 前記第1及び第2の気体燃料供給装置は、パレットの搬送方向に延長し、当該搬送方向と直交する幅方向に所定間隔で配設された複数の気体燃料供給配管を有し、各気体燃料供給配管には、気体燃料を噴出する噴出口が形成されていることを特徴とする請求項24〜27のいずれか1項に記載の焼結機。
- 前記第1及び第2の気体燃料供給装置は、パレットの搬送方向と直行する幅方向に延長し、前記搬送方向に所定間隔で配設された複数の気体燃料供給配管を有し、各気体燃料供給配管には、気体燃料を噴出する噴出口が形成されていることを特徴とする請求項24〜27のいずれか1項に記載の焼結機。
- 前記第1の気体燃料供給装置は、気体燃料を装入層表面に対して垂直方向に噴出するものであることを特徴とする請求項24〜29のいずれか1項に記載の焼結機。
- 前記第1および第2の気体燃料供給装置は、気体燃料を装入層表面に対して平行方向に噴出するものであることを特徴とする請求項24〜29のいずれか1項に記載の焼結機。
- 前記第1及び第2の気体燃料供給装置は、気体燃料の大気中への噴出を、装入層表面上方300mm以上の高さで行うものであることを特徴とする請求項24〜31のいずれか1項に記載の焼結機。
- 前記第1および第2の気体燃料供給装置は、気体燃料の噴出高さ位置を調整可能な昇降機構を有することを特徴とする請求項24〜32のいずれか1項に記載の焼結機。
- 前記第1の気体燃料供給装置は、点火炉の下流側に少なくとも1以上配設されてなることを特徴とする請求項24〜33のいずれか1項に記載の焼結機。
- 前記第1および第2の気体燃料供給装置は、着火された燃焼・溶融帯の燃焼前線が装入層表層下に進行した段階から焼結が完了するまでの間のいずれかの位置に配設されてなることを特徴とする請求項24〜34のいずれか1項に記載の焼結機。
- 前記第1および第2の気体燃料供給装置は、気体燃料を燃焼下限濃度の75%以下かつ1%以上の濃度に希釈した希釈気体燃料として装入層に導入するものであることを特徴とする請求項24〜35のいずれか1項に記載の焼結機。
- 前記第1および第2の気体燃料供給装置は、気体燃料を燃焼下限濃度の25%以下かつ4%以上の濃度に希釈した希釈気体燃料として装入層に導入するものであることを特徴とする請求項24〜35のいずれか1項に記載の焼結機。
- 前記第1の気体燃料供給装置における前記気体燃料は、高炉ガス、コークス炉ガス、高炉・コークス炉混合ガス、都市ガス、天然ガス、メタンガス、エタンガス、プロパンガスおよびそれらの混合ガスのうちから選ばれるいずれかであることを特徴とする請求項24〜37のいずれか1項に記載の焼結機。
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