JP6708080B2 - 焼結装置 - Google Patents

Description

本発明は焼結装置に関する。

鉄鉱石焼結鉱は、配合原料と呼ばれる粒状造粒原料を、底部が火格子構造のパレット台車内に層高さ６５０ｍｍ程度に充填し、吸引送風機を用いて火格子下方から充填層内を通気することによって製造される。

配合原料（以下、単に原料ともいう。）は、鉄鉱石に石灰石などの溶剤および熱源となるコークスなどを配合し、水分を添加して平均４ｍｍ程度の粒状に転動造粒されて製造される。

ガス燃料を高温燃焼させた点火炉によって表層部のコークスに着火すると、表層から吸引される空気によって配合原料中のコークスの燃焼発熱が起こる。充填層は発熱により約１３００℃まで加熱され、鉄鉱石が部分的に溶融して焼結ケーキが形成される。

焼結反応過程はパレット台車内の原料層の上側表層部から下側底部に向かって進行し、その間、３０分程度の時間を要する。製造された焼結ケーキはパレット台車から排出されたのち、クラッシャーにより５０ｍｍ以下に破砕/篩分級され焼結鉱成品が回収される。
これらの製造工程を実施する装置としては、ＤＬ型（ドワイトロイド型）焼結機が知られている。

ＤＬ型焼結機は、連続無端に連結され、前進移動するパレット台車を有する。配合原料は、給鉱端でパレット台車に装入され、点火炉を通過して点火され、風箱上を移動して吸気されながら焼結される。パレット台車は、排鉱端に来ると、下方に向かって傾転した後、反転して下段のラインによって給鉱端へと向かう。排鉱端部において反転したパレット台車の焼結ケーキは排出され、クラッシャーで粗破砕された後、冷却、破砕・分級されて焼結鉱が回収される。

ＤＬ型焼結機を用いた焼結鉱製造において、鉄鉱石、石灰石、コークスなどの原料の性状は焼結操業や焼結鉱品質に多くの影響を及ぼす。鉄鉱石は自然物であるので、その粒度や化学成分などの性状は常に一定ではない。鉄鉱石の性状が変動すると、焼結操業や焼結鉱品質も変動する。

焼結機の設備条件、たとえば原料装入するシュートの仕様変更などでもパレット台車内の原料粒度分布の影響を介して焼結操業や品質などに大きな影響が及ぶ。また、特にＤＬ型焼結機ではパレット台車が移動しながら吸引送風されるので、漏風を防止するシール機構が施されていても、３０％にも及ぶ漏風が存在し、排ガスの圧損、風量や組成などにも影響がある。この漏風シール状況は、シール材などの摩耗、老朽状況によっても変動し、排ガスの圧損、風量や組成なども変動する。

これらの変動影響は商用のＤＬ型焼結機を用いた試験や操業実績の分析を行い、影響因子を抽出・解析できる。しかし、試験のために商用の焼結鉱生産を中断することは困難である。そこで、ＤＬ型焼結機をシミュレートすることを目的として、商用のＤＬ型焼結機とは別に、試験用の装置を設けるのが一般的である。

このような装置としては、バッチ式の焼結鍋装置（ＰＯＴ型）が広く用いられている。焼結鍋装置を用いた試験の手順は以下の通りである。まず、鉄鉱石などの原料を配合・造粒して６０ｋｇ程度の配合原料を製造し、この配合原料を焼結鍋と呼ばれる垂直円筒容器に装入する。次に、原料層表面を点火バーナーで１分程度焙り表層コークスを着火し、焼結鍋下部に設けられた吸引送風機に連結された風箱を介して通気しながら焼結ケーキを製造する。最後に、焼結ケーキを取り出して評価を行う（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。

焼結鍋装置は、実機とは異なる装置で焼結するため、実機の生産を妨害することなく、焼結操業や焼結鉱品質を調査できる利点がある。さらに、鍋を風箱に固定できるので、風箱と鍋との間のシールを完璧に行うことができ、外乱となる漏風の影響がない利点もある。

しかし、焼結鍋装置には、配合試料を囲む壁が存在するので、移動するパレット台車で斜面分級を形成するのと同様の高さ方向分布を形成する機能がない。そのため、焼結鍋装置ではＤＬ型焼結機の原料装入状況をシミュレートできないという問題があった。

この問題を回避するために、ＤＬ型焼結機と同様のシュート構造を有する装入装置を用いて、配合原料へのパレット台車への装入試験を実施し、装入した後に仕切り板を機械的に貫入させて焼結鍋とする方法が提案されている（特許文献４）。
特許文献４に記載の方法は、高さ方向の原料分布をシミュレートできるが、仕切り板が貫入された周辺の原料の充填密度等が変化する問題があった。

焼結鍋の欠点を解消した装置としては、パレット台車を連続無端ではなく排鉱端部までの半連続型とした焼結装置が知られている。この装置は、高さ方向の原料分布および充填密度を、焼結鍋よりも正確にシミュレートできる点で有利である（非特許文献１）。

特開昭５９−１３０３４号公報 実開昭５９−５２４４５号公報 実開昭５８−１８１８２６号公報 特開２０１４−８８５９７号公報

川口、佐藤、加藤、「２段点火焼結プロセスと焼結焼成エネルギーの下限界」、住友金属、Ｖｏｌ．４４−１、１９９２、ｐ１３−２５

しかし、非特許文献１に記載の半連続型の焼結装置は、焼結が完了するまでパレット台車が走行する距離に対応する長さが必要であり、装置が大型化するという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、焼結鍋装置よりも原料装入状況を正確にシミュレートでき、半連続型の焼結装置よりも小型の焼結装置およびそれを用いた焼結方法を提供することを目的とする。

本発明に係る焼結装置は、待機部、原料装入部、点火部、および焼結部が直線的に配置された軌条と、前記軌条を、前記焼結部側を前方とし前記待機部側を後方として走行可能に設けられるパレット台車と、前記パレット台車を走行させる駆動装置と、前記原料装入部の上方に設けられ、前記パレット台車に焼結原料を装入する原料装入装置と、前記点火部の上方に設けられ、前記パレット台車に装入された前記焼結原料の上層に点火する点火炉と、前記点火部および前記焼結部の前記軌条の下方に設けられ、前記パレット台車の下方から、前記パレット台車内の空気を吸引する風箱と、前記パレット台車の前端部に、走行方向前方に突出するように設けられた漏風蓋と、前記漏風蓋と移動可能に当接して、前記風箱内に漏風が入り込むのを防止するデッドプレートと、を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、原料点火まではパレット台車を移動させるため、高さ方向の原料分布および充填密度を、焼結鍋よりも正確にシミュレートできる。
また、点火後に風箱の上でパレット台車を停止し、デッドプレートと蓋で密封して焼結を行うため、半連続型の焼結装置よりもパレット台車が走行する方向の長さを短くでき、焼結を焼結鍋と同等以上のシミュレーション精度で行うことができる。
本発明では、前記駆動装置は、前記パレット台車の後端部に連結される駆動車であり、前記駆動車は底面が平坦に形成され、漏風蓋を兼ねていてもよい。

本発明では、前記パレット台車は３台以上が連結されてパレット台車群を構成しており、前記風箱は、前記点火部の下方に設けられ、前記パレット台車群を構成する端部以外の１台のパレット台車の走行方向の長さに対応した長さを有する第１の風箱と、前記焼結部に設けられ、走行方向の長さが、前記パレット台車群の走行方向の長さを有する第２の風箱と、を有してもよい。
この発明によれば、焼結部の風箱の長さの和は、パレット台車群全体の長さであるため、従来の半連続型のＤＬ型焼結装置よりも走行方向の長さを短くできる。

本発明では、前記パレット台車群を移動させながら前記焼結原料を前記パレット台車群に装入するように、前記駆動装置と前記原料装入装置を制御する装入制御手段と、前記パレット台車群を前記点火部上に移動させ、前記第１の風箱に負圧を付与するように、かつ前記焼結原料に点火するように前記駆動装置、前記点火炉、および前記第１の風箱を制御する点火制御手段と、前記焼結原料が点火した状態で前記パレット台車群を前記焼結部に移動させ、前記第１の風箱による負圧の付与を停止し、前記第２の風箱に負圧を付与するように前記駆動装置および前記風箱を制御する吸引制御手段と、を有する制御部を備えてもよい。
この発明によれば、原料点火まではパレット台車を移動させ、点火後に風箱の上でパレット台車を停止して焼結を行う一連の操作を制御部が自動で行うため、作業性に優れる。

本発明では、前記端部以外のパレット台車は、端部に位置するパレット台車に隣接する端部に隔壁を有さない構造が考えられる。
この発明によれば、配合原料の装入の際に充填密度に影響する隔壁が、両端部のパレット台車にのみ設けられるため、両端のパレット台車以外のパレット台車に装入された配合原料は、装入状態が隔壁の影響を受けず、装入状態を正確にシミュレートできる。

本発明では、前記デッドプレートを上方に付勢する付勢手段を有してもよい。
この発明によれば、デッドプレートが蓋やパレット台車と接触する際に付勢手段により密着するため、漏風をより確実に防止できる。

本発明では、前記駆動装置は、前記パレット台車を往復移動させる装置であってもよい。
この発明によれば、前記パレット台車を往復移動させながら原料の装入と原料への点火を繰り返すことにより、２段以上の多段点火焼結を行うことができる。

本発明では、前記原料装入装置は、前記焼結原料を貯蔵するための原料サージ槽と、前記原料サージ槽に貯蔵された前記焼結原料を切り出すための原料切り出し装置と、前記原料切り出し装置から切り出された前記焼結原料を前記パレット台車内に投入するに際してガイドとなるシュートを有してもよい。
この発明によれば、原料装入装置を連続型のＤＬ型焼結装置と同様の構成にできるため、装入状態をより正確にシミュレートできる。

本発明では、１つの本管と、前記本管と前記風箱を連結する複数の支管と、前記本管に接続され、前記風箱に負圧を付与するブロアと、前記支管を開閉する開閉弁と、を有してもよい。
この発明によれば、風箱への負圧の付与を開閉弁で細かく調節できるため、焼結操作をより正確に行うことができる。

上記焼結機による焼結方法は、待機部、原料装入部、点火部、および焼結部が直線的に配置された軌条に設けられたパレット台車を、前記待機部から前記原料装入部に移動させながら前記パレット台車に焼結原料を装入する装入工程と、前記パレット台車を、前記原料装入部から前記点火部に移動させながら前記パレット台車に装入された前記焼結原料の上層に点火する点火工程と、前記パレット台車を、前記点火部から前記焼結部に移動させて前記焼結部で停止させ、前記パレット台車の下から負圧を付与しつつ前記焼結原料を焼結する焼結工程と、を実施する。

この焼結方法によれば、焼結の際に原料点火まではパレット台車を移動させ、点火後に風箱の上でパレット台車を停止して焼結を行うため、高さ方向の原料分布および充填密度を、焼結鍋装置よりも正確にシミュレートでき、半連続型のＤＬ型焼結装置よりも必要な設置面積を小さくできる。

本発明の実施形態に係る焼結装置を示す模式図。 図１のパレット台車群の拡大図。 本発明の実施形態に係る焼結装置を用いた焼結方法を説明する図。 本発明の実施形態に係る焼結装置を用いた焼結方法を説明する図。 本発明の実施形態に係る焼結装置を用いた焼結方法を説明する図。 本発明の実施形態に係る焼結装置を用いた焼結方法を説明する図。 本発明の実施形態に係る焼結装置を用いた焼結方法を説明する図。 本発明の実施形態に係る焼結装置を用いた焼結試験結果を示す図であって、焼結層の高さと製品歩留および回転強度の関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る焼結装置を用いた焼結試験結果を示す図であって、焼結層の高さと還元粉化率および被還元性の関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る焼結装置を用いた焼結試験結果を示す図であって、焼結層の高さとＦ．Ｃ.、ＦｅＯ、粒度の関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る焼結装置を用いた焼結試験結果を示す図であって、焼結排ガスの温度、流量、圧力の時間変化を示す図である。 本発明の実施形態に係る焼結装置を用いた焼結試験結果を示す図であって、焼結排ガス組成の時間変化を示す図である。

以下、図面に基づき本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。
まず、図１および図２を参照して本実施形態に係る焼結装置の構成を説明する。

図１に示す焼結装置１００は、鉄鉱石焼結鉱の焼結を行う装置であり、レール４３と、パレット台車群１２と、電気駆動車２１と、原料配合装置５０と、原料装入装置６０と、点火炉１３と、風箱４０と、漏風蓋３２と、デッドプレート３３Ａ、３３Ｂを有する。

レール４３はパレット台車群１２が移動する際のガイドとなる軌条であり、待機部４３Ａ、原料装入部４３Ｂ、点火部４３Ｃ、および焼結部４３Ｄが直線的に配置されている。レール４３には必要に応じて退避部４３Ｅが焼結部４３Ｄに隣接して設けられる。

パレット台車群１２は、焼結原料８が装入される箱に車輪を設けた台車を連結したものである。パレット台車群１２はレール４３を走行可能であり、Ａ１、Ａ２の向きに往復移動できる。
電気駆動車２１はパレット台車群１２を走行させる駆動装置である。

図２ではパレット台車群１２はパレット台車１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの３台から構成され、各々がレール４３の往復方向で図示しないピンで連結されている。パレット台車群１２は４台以上で構成されていてもよい。

パレット台車１２Ａの端部には電気駆動車２１が設けられている。パレット台車１２Ｃの端部には漏風蓋３２が設けられている。電気駆動車２１は底面が平坦に形成され、漏風蓋を兼ねている。

図２に示すように、パレット台車１２Ａとパレット台車１２Ｂは、互いに隣接する端部５５に隔壁を有さない。パレット台車１２Ｂとパレット台車１２Ｃは、互いに隣接する端部５７に隔壁を有さない。パレット台車１２Ａとパレット台車１２Ｃは、他のパレット台車と隣接しない端部５３、５１には隔壁を有する。

原料配合装置５０は、焼結原料８の配合およびパレット台車群１２への装入を行う部分であり、原料装入部４３Ｂの上方に設けられている。原料配合装置５０の構成は、連続型のＤＬ型焼結装置と同様の構成であるため、装入状態をより正確にシミュレートできる。

具体的には、原料配合装置５０は、鉄鉱石貯留部１、石灰石貯留部２、コークス貯留部３、ベルトコンベア４、計量ホッパー２２、ドラムミキサー６、給水ノズル７、ベルトコンベア９を有する。

鉄鉱石貯留部１、石灰石貯留部２、コークス貯留部３はそれぞれ焼結鉱の原料である鉄鉱石、石灰石、コークスを貯留する装置である。

ベルトコンベア４は鉄鉱石貯留部１、石灰石貯留部２、コークス貯留部３から切り出された鉄鉱石、石灰石、コークスを計量ホッパー２２に搬送するコンベアである。

計量ホッパー２２は鉄鉱石、石灰石、コークスを秤量するホッパーであり、ベルトコンベア４の搬送方向の端部の下に設けられる。
ドラムミキサー６は鉄鉱石、石灰石、コークスを配合して造粒する。給水ノズル７は造粒の際にドラムミキサー６内に注水するノズルであり、注水口がドラムミキサー６の内部に向けられる。

ベルトコンベア９は、造粒した原料をドラムミキサー６から原料装入装置６０へ搬送するコンベアである。原料装入装置６０は、サージホッパー１０、ロールフィーダー１０Ａ、装入シュート１１を有する。原料装入装置６０の構成も、連続型のＤＬ型焼結装置と同様の構成であるため、装入状態をより正確にシミュレートできる。
サージホッパー１０は、パレット台車群１２に装入する直前の焼結原料８を貯留する、ホッパー（原料サージ槽）である。
ロールフィーダー１０Ａは、サージホッパー１０から焼結原料８を切り出す原料切り出し装置であり、ここでは回転式のフィーダーである。

装入シュート１１は、パレット台車群１２の所定の位置に焼結原料８を装入する櫛形のガイドであり、櫛の間隔を調整することにより、原料の粒径に応じてパレット台車群１２に装入される位置を変更し、高さ方向の粒度分布を調整する。

点火炉１３はパレット台車群１２に装入した原料の表層に点火する炉であり、点火部４３Ｃの上方に設けられている。点火炉１３は例えばガス燃料を高温燃焼させる炉である。
風箱４０は、パレット台車群１２の下方からパレット台車群１２内の空気を吸引することにより、装入した原料を上層から下層に向けて焼結させる部材である。風箱４０は原料装入部４３Ｂ、点火部４３Ｃ、および焼結部４３Ｄの上方に設けられている。

風箱４０は、例えば上下端が開放された箱である。風箱４０はダクト３４に接続されている。
風箱４０は、風箱４０−１〜４０−５を有する。
このうち、風箱４０−２は点火部４３Ｃに第１の風箱として設けられている。風箱４０−２の長さはパレット台車１２Ｂの走行方向（図１のＡ１、Ａ２の向き）の長さに対応した長さである。
風箱４０−３〜４０−５は、焼結部４３Ｄに第２の風箱として設けられている複数の風箱である。風箱４０−３〜４０−５の長さは、各々パレット台車１２Ｂの１台の長さに対応した長さである。換言すれば、第２の風箱の全体の長さは、パレット台車群１２の長さしか必要ないため、焼結装置１００は従来の半連続型のＤＬ型焼結装置よりも小型である。

ダクト３４は風箱４０−１〜４０−５にそれぞれ接続された支管１７−１〜１７−５と、支管１７−１〜１７−５を接続する１つの本管３１を有する。
本管３１には風箱４０に負圧を付与するブロア１５が接続されている。
支管１７−１〜１７−５には開閉弁１６−１〜１６−５がそれぞれ設けられている。開閉弁１６−１〜１６−５は支管１７−１〜１７−５を開閉する弁である。

デッドプレート３３Ａ、３３Ｂは漏風蓋３２と移動可能に当接して、風箱４０内に漏風が入り込むのを防止する部材であり、例えば鋼板である。
デッドプレート３３Ａ、３３Ｂの底面には、デッドプレート３３Ａ、３３Ｂを上方に付勢する付勢手段としてのバネ３４Ａ、３４Ｂが設けられている。
バネ３４Ａ、３４Ｂは漏風蓋３２とデッドプレート３３Ａ、３３Ｂの当接を確実にするための部材である。

焼結装置１００は制御部２００も有する。制御部２００は、焼結原料８の装入時の制御を行う装入制御手段、点火時の制御を行う点火制御手段、および焼結時の制御を行う吸引制御手段を兼ねている。

制御部２００は電気駆動車２１、原料配合装置５０（鉄鉱石貯留部１、石灰石貯留部２、コークス貯留部３、ベルトコンベア４、計量ホッパー２２、ドラムミキサー６、給水ノズル７、ベルトコンベア９）、原料装入装置６０（サージホッパー１０、ロールフィーダー１０Ａ）、点火炉１３、開閉弁１６−１〜１６−５、ブロア１５と有線または無線で通信可能に接続されており、これらの動作を制御する。

以上が本実施形態に係る焼結装置１００の構成の説明である。

次に、図１および図３から図７までを参照して、本実施形態に係る焼結装置１００を用いた焼結方法について説明する。

まず、制御部２００は、電気駆動車２１を駆動して、図１に示すようにパレット台車群１２を待機部４３Ａに移動させる。

次に、制御部２００は原料配合装置５０を駆動して原料を造粒する。具体的には以下の処理を行う。
まず、鉄鉱石貯留部１、石灰石貯留部２、コークス貯留部３に貯蔵された鉄鉱石、石灰石、コークスをベルトコンベア４上に切り出し、計量ホッパー２２で所定の配合量に応じて計量する。
各計量された原料をドラムミキサー６に投入し、給水ノズル７から注水しつつドラムミキサー６を回転させて造粒し、焼結原料８とする。造粒処理後、必要であれば焼結原料８のサンプリングを実施する。
造粒された焼結原料８を、ベルトコンベア９を経由してサージホッパー１０に投入する。

焼結原料８が所定量、サージホッパー１０に投入されると、制御部２００は電気駆動車２１を駆動して、図３に示すようにパレット台車群１２を、待機部４３Ａから原料装入部４３Ｂに移動させる。制御部２００は、パレット台車群１２を移動させながら、原料装入装置６０のロールフィーダー１０Ａを駆動して、原料装入部４３Ｂを通過するパレット台車群１２に、焼結原料８を装入する（装入工程）。

焼結原料８が装入されたパレット台車群１２が移動を続け、点火部４３Ｃに入ると、制御部２００は、図４に示すように点火炉１３を駆動して焼結原料８の表層に点火する（点火工程）。
この際、制御部２００はブロア１５を駆動し、開閉弁１６−１〜１６−５を開放する。これにより、風箱４０−１〜４０−５に負圧が付与される。

点火されたパレット台車群１２が移動を続け、パレット台車１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが全て焼結部４３Ｄに入ると制御部２００は電気駆動車２１を焼結位置で停止させ、パレット台車１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを焼結部４３Ｄで停止させる。

この状態で制御部２００は図５に示すように開閉弁１６−１、１６−２を閉鎖する。
パレット台車１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが風箱４０−３、４０−４、４０−５から吸引されることにより、焼結原料８は上層から下層に向けて焼結が進行する（焼結工程）。焼結時間は連続型のＤＬ型焼結機と同程度であるのが望ましく、例えば３０ｍｉｎ程度である。
この際、デッドプレート３３Ａと漏風蓋３２を当接させることにより漏風を防ぐ。

焼結が完了すると、制御部２００は開閉弁１６−１〜１６−５を全て閉鎖し、必要に応じてブロア１５の駆動も停止する。制御部２００は電気駆動車２１を再び駆動させ、パレット台車群１２を焼結部４３Ｄから退避部４３Ｅに移動させる。

最後に、図６に示すように、パレット台車１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを連結する図示しないピンを引き抜いて互いに分離し、パレット台車１２Ｂ上の焼結層６２のみを削岩機１７により粗破砕し、破砕・分級して焼結鉱を回収する。
パレット台車１２Ｂは、進行方向に隔壁が設けられていないため、装入状態が隔壁の影響を受けず、装入状態を正確にシミュレートできる。

以上が本実施形態に係る焼結装置１００を用いた焼結方法の説明である。

上記した焼結方法の説明は、１段点火焼結の説明であるが、焼結装置１００はパレット台車群１２を往復走行させることにより、２段点火焼結も行える。
具体的には、図３に示す原料装入時の装入量を半量程度とし、点火後に焼結部４３Ｄでパレット台車群１２を停止させずに、Ａ２の向きに逆進させて待機部４３Ａに戻し、再びＡ１の向きに移動させて原料の装入、点火を行い、焼結部４３Ｄで焼結を行えばよい。

上記の説明は焼結後の試料のみをサンプリングしているが、焼結前の試料のサンプリングもできる。具体的には原料装入後にパレット台車群１２に点火せずにＡ２の向きに逆進させ、図７に示すように待機部４３Ａに戻し、採取管１８を原料層に装入してサンプリングを行えばよい。

このように、本実施形態によれば、焼結装置１００は、原料点火まではパレット台車群１２を移動させるので、高さ方向の原料分布および充填密度を、焼結鍋装置よりも正確にＤＬ型焼結機にシミュレートできる。

また、焼結装置１００は、点火後に風箱４０−３〜４０−５の上でパレット台車群１２を停止し、デッドプレート３３Ａと漏風蓋３２で密封して焼結を行う。そのため、半連続型のＤＬ型焼結装置よりも小型であり、焼結鍋装置と同等以上のシミュレーション精度で焼結を行うことができる。

以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例には限定されない。

＜実施例１＞
焼結装置１００を用いて焼結試験を行い、焼結体の高さ方向の装入特性および焼結排ガスの特性を評価した。具体的な手順は以下の通りである。

まず、鉄鉱石、石灰石、コークスを各々、鉄鉱石貯留部１、石灰石貯留部２、コークス貯留部３から切り出し、計量ホッパー２２に投入して、表１に示す配合量を計り取った。

３銘柄を計り取った後、計量ホッパー２２の全原料をバッチ式のドラムミキサー６（内径１.０ｍ、長さ３.０ｍ、傾斜：水平、回転速度：２０ｒｐｍ）に投入し、４.０ｍｉｎ混合処理した。配合原料の一部をサンプリングして含水分率を測定し、造粒原料の水分が７.０％になる量の水を準備した。再度、ドラムミキサー６を回転しながら準備した水を添加して造粒処理を４．０ｍｉｎ、実施した。造粒後、造粒原料の一部をサンプリングした。次に、造粒原料をサージホッパー１０に投入し、試験用の配合原料を準備した。上記の操作をもう一度実施して、合計１．４ｔの配合原料の準備を実施した。サージホッパー１０の下部には幅０．４ｍのロールフィーダー１０Ａを取り付け、１５０ｔ／ｈ／ｍの速度で原料が切り出せるように調整した。装入シュート１１（内幅０．４ｍ、有効長１．５ｍ）をパレット台車群１２との間にセットした。

一方、内幅０．４ｍ、長さ０．８ｍ、有効高さ０．６ｍのパレット台車１２Ａを一台、パレット台車１２Ｂを２台、パレット台車１２Ｃを一台、計４台をピン結合で連結したものをパレット台車群１２として準備した。パレット台車群１２の最後尾には電気駆動車２１を連結した。この結合ピンと電気駆動車２１によってパレット台車群１２は前進・後退（往復移動）を可能とした。

パレット台車群１２を待機部４３Ａまで後退させ、先頭パレットの先端が装入シュート端に位置するところまで、パレット台車群１２を前進させ停止させた。

次に、パレット台車群１２に床敷鉱（平均粒径１０〜１５ｍｍ、厚さ４０ｍｍ）を敷設した後、ロールフィーダー１０Ａから配合原料を切り出し、２．０ｍ／ｍｉｎの速度で移動させながら、装入シュート１１を介してパレット台車群１２に原料を装入した。原料装入が完了したら、ロールフィーダー１０Ａからの原料供給をやめ、パレット台車群１２を停止させた。

次にパレット台車群１２を後退させて、最後尾のパレットから採取管１８を用いて装入原料のサンプリングを実施した。サンプリング穴およびパレット台車群１２の前後端にできる空間は、全層がほぼ同一層厚になるように、装入残原料を用いて埋めた。

次に、ブロア１５を稼働させ、点火炉１３に火を付けた後、原料の装入されたパレット台車群１２を前進させて点火炉１３を通過させた。
パレット台車群１２が通過した時点で点火炉１３を消火し、焼結部４３Ｄでパレット台車を停車させた。

停車後直ちに、風箱４０−３、４０−４、４０−５はパレット台車群１２の下端部と圧接され漏風シールが施された。
この状態で焼結ケーキが常温になるまで送風を継続した。冷却が完了した後、焼結ケーキを削岩機１７で切れ目を入れ、パレット台車単位で切り離した。両端のパレット台車１２Ａ、１２Ｃの焼結ケーキは廃棄し、残る中間の２台のパレット台車１２Ｂから焼結ケーキを採取し、成品歩留や回転強度の試験を実施した。

結果を図８および図９に示す。
また、サンプリングした配合原料も粒度分布および化学成分を調査した。結果を図１０に示す。さらに、風箱内の排ガスの温度や組成も時系列的に測定した。結果を、図１１、図１２に示す。

図８、図９および図１０では、焼結層の高さと製品歩留、回転強度、還元粉化率、被還元性、粒度分布および化学成分の間に関係があることが明確に示されており、原料装入状況をシミュレートできていることが分かった。
図１１、および図１２では、風箱内の排ガスの温度や組成が時系列的に変化する様子が明確に示されており、焼結をシミュレートできていることが分かった。

以上の結果から、ＤＬ型焼結機の原料処理部分と焼結鍋の固定焼結方式を組み合わせる本発明方法は、焼結操業および品質を、少量の原料で、簡単に評価できることが分かった。

＜実施例２＞
焼結原料８を２段装入したこと以外は、実施例１と同様の条件で試験評価を実施した。
まず、表２に示すように上段と下段で異なる配合量の原料を準備した。

次に、下段用の配合原料をドラムミキサー６で造粒し、サージホッパー１０に準備した。
次に、床敷を敷設した４台連結のパレット台車群１２を待機部４３Ａに移動させ、２.０ｍ／ｍｉｎの速度で前進駆動させて、３５０ｍｍ層高となるように装入シュート１１を介して原料装入を行った。装入後、再びパレット台車群１２を待機部４３Ａに移動させた。

次に、上段用の配合原料をドラムミキサー６で造粒し、サージホッパー１０に準備した。次に、下段原料が装入された４台連結のパレット台車群１２を最後尾に移動させたのち、２.０ｍ／ｍｉｎの速度で前進駆動させて、６００ｍｍ層高となるように装入シュート１１を介して原料装入を行いながら、燃焼中の点火炉１３を通過させて点火を行った。パレット台車群１２が点火炉１３を通過した後、焼結部４３Ｄまでパレット台車群１２を移動させて停止し、焼結を行った。
実施例２の試験結果を実施例１の１段装入で実施した結果と比較して表３に示す。

表３に示すように、実機では２組の原料装入ラインを用いて行う２段装入焼結方法の試験にあっても、焼結装置１００では、１組の原料装入ライン上でパレット台車群１２を往復移動させることで、２段装入焼結の試験操業が評価できた。

＜実施例３＞
表１に示す原料を用い、試験装置として焼結鍋装置、本装置（実施例１の焼結装置１００）、および実焼結機（連続型のＤＬ型焼結機）を用いて焼結試験を行い、製品歩留まりおよび焼結生産率を比較した。結果を表４に示す。

表４から明らかなように、本装置によって測定した製品歩留および焼結生産率は、焼結鍋よりも、実焼結機の結果と同程度であった。
よって、本装置の試験精度は鍋焼結試験より高く、実機と同程度であることが分かった。

以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は実施形態には限定されない。当業者であれば、本発明の技術思想の範囲内において、各種変形例および改良例に想到するのは当然のことであり、これらも本発明の範囲に含まれる。

１…鉄鉱石貯留部、２…石灰石貯留部、３…コークス貯留部、９…ベルトコンベア、１０…サージホッパー、１１…装入シュート、１２…パレット台車群、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ…パレット台車、１３…点火炉、１５…ブロア、１６−１、１６−２、１６−３、１６−４、１６−５…開閉弁、１７−１、１７−２、１７−３、１７−４、１７−５…支管、２１…電気駆動車、３１…本管、３２…漏風蓋、３３Ａ、３３Ｂ…デッドプレート、３４…ダクト、３４Ａ、３４Ｂ…バネ、４０、４０−１、４０−２、４０−３、４０−４、４０−５…風箱、４３…レール、４３Ａ…待機部、４３Ｂ…原料装入部、４３Ｃ…点火部、４３Ｄ…焼結部、５５…端部、５７…端部、６０…原料装入装置、１００…焼結装置、２００…制御部。

Claims (9)

1. 待機部、原料装入部、点火部、および焼結部が直線的に配置された軌条と、
   前記軌条を、前記焼結部側を前方とし前記待機部側を後方として走行可能に設けられるパレット台車と、
   前記パレット台車を走行させる駆動装置と、
   前記原料装入部の上方に設けられ、前記パレット台車に焼結原料を装入する原料装入装置と、
   前記点火部の上方に設けられ、前記パレット台車に装入された前記焼結原料の上層に点火する点火炉と、
   前記点火部および前記焼結部の前記軌条の下方に設けられ、前記パレット台車の下方から、前記パレット台車内の空気を吸引する風箱と、
   前記パレット台車の前端部に、走行方向前方に突出するように設けられた漏風蓋と、
   前記漏風蓋と移動可能に当接して、前記風箱内に漏風が入り込むのを防止するデッドプレートと、
   を備えていることを特徴とする焼結装置。
2. 請求項１に記載の焼結装置において、
   前記駆動装置は、前記パレット台車の後端部に連結される駆動車であり、
   前記駆動車は底面が平坦に形成され、漏風蓋を兼ねることを特徴とする焼結装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の焼結装置において、
   前記パレット台車は３台以上が連結されてパレット台車群を構成しており、
   前記風箱は、前記点火部の下方に設けられ、前記パレット台車群を構成する端部以外の１台のパレット台車の走行方向の長さに対応した長さを有する第１の風箱と、
   前記焼結部に設けられ、走行方向の長さが、前記パレット台車群の走行方向の長さを有する第２の風箱と、
   を有することを特徴とする焼結装置。
4. 請求項３に記載の焼結装置において、
   前記パレット台車群を移動させながら前記焼結原料を前記パレット台車群に装入するように、前記駆動装置と前記原料装入装置を制御する装入制御手段と、
   前記パレット台車群を前記点火部上に移動させ、前記第１の風箱に負圧を付与するように、かつ前記焼結原料に点火するように前記駆動装置、前記点火炉、および前記第１の風箱を制御する点火制御手段と、
   前記焼結原料が点火した状態で前記パレット台車群を前記焼結部に移動させ、前記第１の風箱による負圧の付与を停止し、前記第２の風箱に負圧を付与するように前記駆動装置および前記風箱を制御する吸引制御手段と、
   を有する制御部を備えたことを特徴とする焼結装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の焼結装置において、
   前記端部以外のパレット台車は、端部に位置するパレット台車に隣接する端部に隔壁を有さないことを特徴とする焼結装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の焼結装置において、
   前記デッドプレートを上方に付勢する付勢手段を有することを特徴とする焼結装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の焼結装置において、
   前記駆動装置は、前記パレット台車を往復移動させる装置であることを特徴とする焼結装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の焼結装置において、
   前記原料装入装置は、
   前記焼結原料を貯蔵するための原料サージ槽と、
   前記原料サージ槽に貯蔵された前記焼結原料を切り出すための原料切り出し装置と、
   前記原料切り出し装置から切り出された前記焼結原料を前記パレット台車内に投入するに際してガイドとなるシュートを有することを特徴とする焼結装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の焼結装置において、
   １つの本管と、前記本管と前記風箱を連結する複数の支管と、
   前記本管に接続され、前記風箱に負圧を付与するブロアと、
   前記支管を開閉する開閉弁と、
   を有することを特徴とする焼結装置。

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