JP6816250B2 - 焼結鉱の焼結機 - Google Patents

Description

本発明は、複数のパレット台車上に積層された焼結原料を複数のパレット台車が走行している間に連続的に燃焼させて焼結鉱を製造するために用いられる焼結鉱の焼結機に関する。

焼結鉱の焼結機として、積載部の底面が格子構造を有する複数のパレット台車上に焼結原料を積層させ、この焼結原料層に点火装置で点火してパレット台車が走行している間に連続的に燃焼させることで焼結鉱を製造するものがある。

パレット台車が走行する床面上の軌条の間には空間が設けられ、この空間の下方に多数の風箱が軌条に沿って配置されている。パレット台車上の焼結原料層の燃焼に必要な酸素は、これらの風箱内を負圧に保つことによりパレット台車上方から焼結原料層を通して下方に吸引される空気によって供給される。

従来、このような焼結機においては、特開２０１１-１０５９８５（特許文献１）に記載のように、焼結機の系外に排出する排ガス量や窒素酸化物（ＮＯｘ）総量の削減等を目的として、排ガス循環方式の操業方法が採用されている。

排ガスは、排気ダクトから分岐した排ガス循環ダクトを通してパレット上方に設置された循環ガスフードに送られ、ここからパレット上の焼結原料層に高温の循環排ガスが供給される。これにより、上記排ガス量の削減の他、排ガスの顕熱を焼結機において再利用することができるといった効果もある。

特開２０１１-１０５９８５号公報

一酸化炭素（ＣＯ）等を含む焼結機の排ガスが外部に漏れることを防止するため、固定体である循環ガスフードと移動体であるパレットとの間には複雑なシールが施されるが、経年劣化によってシール部が変形することもあり、長期間にわたってこのような固定体と移動体との間を十分シールし続けることは難しかった。

さらに、排ガス量の削減のためには排ガス循環量を増やすことが必要であるが、パレット下方から風箱内への外気の漏風が排ガス循環量の増加の妨げとなっていた。これは、パレット下方から風箱内への漏風により外気が排気と混合すると、本来排ガス処理の対象とする必要のない外気までも排気ダクトから排出される排ガスに含まれることとなり、実質的な排ガス循環量が減少してしまうことによる。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、漏風を効果的に防止して高い安全性を確保するとともに排ガス循環量を増加することも可能となる焼結鉱の焼結機を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するため、本発明の焼結鉱の焼結機は、床面上に敷設された軌条の上を走行する複数のパレット台車を含む焼結ベッドを備え、前記複数のパレット台車上に積層された焼結原料を前記複数のパレット台車が走行している間に連続的に燃焼させて焼結鉱を製造するために用いられる焼結鉱の焼結機であって、
前記焼結ベッドの下方から排気を吸引して外部に排出するための主ブロアが設けられた排気ダクトと、
前記複数のパレット台車の上方を覆う排ガス循環フードと、
前記排気ダクトと前記排ガス循環フードとの間を接続する排ガス循環ダクトと、
前記排ガス循環フードと前記床面との間の隙間を気密にシールする床面シール部とを備え、
前記排ガス循環フードの内部を大気圧以下の圧力に保つよう構成されていることを特徴とする。

上記焼結鉱の焼結機においては、前記排ガス循環フードが、固定フードと可動フードとを含み、前記可動フードを移動することにより少なくとも一部が開閉可能に構成されていてもよい。この場合、前記可動フードが閉鎖している状態において、前記可動フードと前記固定フードとの間の隙間をシールするフード間シール部を更に備えていてもよい。

上記焼結鉱の焼結機においては、前記排ガス循環フードが設けられている部分の排気の少なくとも一部を、前記排ガス循環ダクトを通して前記排ガス循環フードに戻すよう構成されていてもよい。

上記焼結鉱の焼結機においては、前記排気ダクトに設けられた主集塵機を更に備え、
前記主集塵機は、排ガスの流れ方向における前記主ブロアの上流側に設けられており、
前記排ガス循環ダクトは、前記主集塵機と前記主ブロアとの間の部分で前記排気ダクトに接続されていてもよい。

上記焼結鉱の焼結機においては、外気を取り入れる吸気口が前記排ガス循環ダクトに設けられていてもよい。この場合、上記焼結鉱の焼結機においては、前記排ガス循環ダクトは、前記排気ダクトとの接続部と前記吸気口との間の部分から分岐する分岐ダクトを更に備え、
前記分岐ダクトは、前記パレット台車の上端よりも低い位置で、前記排ガス循環フードにより覆われた空間に連通していてもよい。

上記焼結鉱の焼結機においては、前記排ガス循環フードの長手方向両端部のうちの少なくとも一方にガスシール室が設けられており、該ガスシール室には前記排ガス循環ダクトが接続されていない構成としてもよい。

上記焼結鉱の焼結機においては、前記ガスシール室には前記ガスシール室内のガスを吸引する吸引ブロアに接続された吸引ダクトが接続されていてもよい。

上記焼結鉱の焼結機においては、前記ガスシール室が、前記排ガス循環フードと前記複数のパレット台車及び前記床面との間の隙間を塞ぐ外側遮蔽部材と、前記排ガス循環フードの長手方向における前記外側遮蔽部材の内側に設けられ、前記排ガス循環フードと前記複数のパレット台車及び前記床面との間の隙間を塞ぐ内側遮蔽部材とにより形成されていてもよい。

本発明の焼結鉱の焼結機は、床面上に敷設された軌条の上を走行する複数のパレット台車を含む焼結ベッドを備え、複数のパレット台車上に積層された焼結原料を複数のパレット台車が走行している間に連続的に燃焼させて焼結鉱を製造するために用いられるものであり、焼結ベッドの下方から排気を吸引して外部に排出するための主ブロアが設けられた排気ダクトと、複数のパレット台車の上方を覆う排ガス循環フードと、排気ダクトと前記排ガス循環フードとの間を接続する排ガス循環ダクトと、排ガス循環フードと床面との間の隙間を気密にシールする床面シール部とを備え、排ガス循環フードの内部を大気圧以下の圧力に保つよう構成されている。このように、従来のような可動側（パレット台車）と排ガス循環フード（固定側）との間ではなく、共に固定側である床面と排ガス循環フードとの間に床面シール部が設けられるため、シール性を十分に高めることができる。また、排ガス循環フードの内部を大気圧以下の圧力に保つよう構成されていることで、外部への排ガスの漏出を効果的に抑制することができる。

さらに、従来、パレット台車の下方から風箱内への漏風が排気と混合して排気ダクトから排出されて排ガスの体積を不要に増加させてしまっていたが、この漏風が外気ではなく排気ダクトを通して循環される循環排ガスで置き換えられるため、その分、排ガス循環量を増加させることができる。

本発明の実施形態１に係る焼結鉱の焼結機の概略図である。 図１に示した焼結鉱の焼結機の排ガス循環フードの斜視図である。（ａ）は可動フードが閉じられている状態を示し、（ｂ）は可動フードが開かれている状態を示している。 パレット台車とその下方に設置された風箱と上方に設置された排ガス循環フードの横断面図である。 図３のＥ部の拡大図である。 本発明の実施形態１に係る焼結鉱の焼結機が備える開閉式の排ガス循環フードを示す概略側面図である。（ａ）は可動フードが閉じられている状態を示し、（ｂ）は可動フードが開かれている状態を示している。 開閉式の排ガス循環フードの変形例を示す概略側面図である。 本発明の実施形態２に係る焼結鉱の焼結機が備える排ガス循環フードの概略図である。

本発明の実施形態に係る焼結鉱の焼結機５０について、図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
図１〜４に示すように、本発明の焼結鉱の焼結機５０は、床面５上に敷設された軌条７の上を走行する複数のパレット台車６ａを含む焼結ベッド６を備え、複数のパレット台車６ａ上に積層された焼結原料を複数のパレット台車６ａが走行している間に連続的に燃焼させて焼結鉱を製造するために用いられるものであり、焼結ベッド６の下方から排気を吸引して外部に排出するための主ブロア１４が設けられた排気ダクト２と、複数のパレット台車６ａの上方を覆う排ガス循環フード１と、排気ダクト２と排ガス循環フード１との間を接続する排ガス循環ダクト３と、排ガス循環フード１と床面５との間の隙間を気密にシールするシール部材４とを備え、排ガス循環フード１の内部を大気圧以下の圧力に保つよう構成されている。尚、排ガス循環フード１の内部が大気圧以下の圧力に保たれていれば、外部への排ガスの漏出を効果的に抑制することができるが、排ガスの漏出をより効果的に抑制するためには、排ガス循環フード１の内部を負圧に保つことが好ましい。

排ガス循環フード１は、焼結ベッド６の移動方向における給鉱装置１７及び点火装置１８の下流側に設けられ、複数の固定フード１ａと複数の可動フード１ｂとを含むものであり、可動フード１ｂを移動させることにより少なくとも一部が開閉可能に構成されている。そのため、シール部材４は、可動フード１ｂと床面５との間の隙間をシールする床面シール板４ａと、可動フード１ｂと固定フード１ａとの間の隙間をシールするフード間シール板４ｂとを含む。床面シール板４ａは、全体が可動フード１ｂの下端よりも下方に延出して設けられており、下端面が床面５と摺動可能に接触している。一方、フード間シール板４ｂは、内側面全体が固定フードと摺動可能に接触している。

固定フード１ａと可動フード１ｂとには、それぞれ固定フードリブ３５と可動フードリブ３７とが設けられて強度が保たれている。また、固定フードの下端部には固定フード基礎部材３６が設けられており、この部分が気密かつ強固に床面５に固定されている。また、排ガス循環フード１の長手方向における両端部においては、端部遮蔽部材２５によって排ガス循環フード１と複数のパレット台車６ａ及び床面５との間の隙間が塞がれている。

図３、図４に示すように、床面シール板４ａは、可動フード１ｂの下側縁部に沿って設けられ、可動フード１ｂに固定されている。また、図３〜５に示すように、フード間シール板４ｂは、排ガス循環フード１の長手方向における可動フード１ｂの一端部であって、可動フード１ｂの閉鎖状態において固定フード１ａと重なる部分に沿って設けられ、可動フード１ｂに固定されている。

本発明の床面シール部は、本実施形態１の場合には、固定フード１ａの下端部、即ち固定フード１ａと床面５との間をシールする部分と、可動フード１ｂに設けられた床面シール板４ａとを含むものである。一方、全体を固定フードのみで開閉不可能に構成する場合には、固定フード１ａの下端部が本発明の床面シール部として機能する。
また、本実施形態１においては、フード間シール板４ｂがフード間シール部として機能する。

図１に示すように、焼結ベッド６の下方には、排ガス循環フード１の長手方向に沿って複数の風箱２２が並べて配置されており、これらの風箱２２に排気ダクト２が接続されている。排気ダクト２には、主集塵機２０が設けられており、その後段に設けられた主ブロア１４によって排ガスの一部が排ガス処理装置（不図示）に送られる。

排ガス循環ダクト３は、主集塵機２０と主ブロア１４との間の部分で排気ダクト２に接続されている。排ガス循環ダクト３には循環ブロア１５が設けられており、排気ダクト２を流れる排ガスの一部がこれにより吸引され、排ガス循環ダクト３を通して排ガス循環フード１に戻される。このように、循環排ガスを主集塵機２０の後段から排ガス循環フード１内に送ることで、排ガス循環フード１内の環境をクリーンに保ち、フード内を走行するパレット台車６ａへの負荷を減らして寿命を向上させる効果が得られる。尚、主集塵機２０としては、電気集塵機やバグフィルターを用いることができる。

本実施形態１においては、排ガス循環ダクト３には外気を取り入れる吸気口１１が設けられており、吸気ブロア１６によって外気を循環排ガスに混合させることができる。これにより、焼結原料層を通すことで焼結のために用いられる燃焼用ガス（空気と循環排ガスとの混合ガス）の酸素濃度を調節することができる。また、排ガス循環フード１内に送られる循環排ガスの温度を下げることで排ガス循環フード１内の高温化を防止し、パレット台車等の内部構成要素が高温により受けるダメージを抑制することもできる。

また、排ガス循環フードが設けられている部分に対応する位置の風箱から排出される排気の全てを系外に排出すると共に、排ガス循環フードが設けられていない部分に対応する位置の風箱から排出される排気をダクトを通して排ガス循環フードに戻す従来の構成と異なり、本実施形態１においては、排ガス循環フード１が設けられている部分の排気の全てを排気ダクト２により吸引するが、そのうちの一部を排気ダクト２に接続された排ガス循環ダクト３を通して排ガス循環フード１に戻すよう構成されている。これにより、排ガス循環フード１を焼結ベッド６の長手方向における略全面に設置することができる。さらに、従来の構成ではパレット台車６ａの下方から風箱内へと漏風していた外気の多くを循環排ガスで置き換えられる効果も得られる。そのため、上記従来の構成に比して排ガス循環量を増加させることができる。
さらに本実施形態１においては、排ガス循環ダクト３は、排気ダクト２との接続部と吸気口１１との間の部分から分岐する分岐ダクト３ａを更に備え、分岐ダクト３ａは、台車車輪８の近傍の位置で床面から排ガス循環フード１により覆われた空間に連通している。ここで、排ガス循環フード１により覆われた空間とは、排ガス循環フード１の内側の空間であって、主として排ガス循環フード１、床面、パレット台車６ａによって画成される空間を意味している。
分岐ダクト３ａは、排ガス循環ダクト３のうち循環排ガスの流れ方向における吸気口１１よりも上流側で排ガス循環ダクト３から分岐しているため、分岐ダクト３ａを流れる循環排ガスには外気が混入されない。
移動体であるパレット台車６ａと固定体である風箱２２との間は、互いに接触した状態で摺動するシール部材である台車側摺動部材６ｂと風箱側レール部材２２ｂとによって気密性が保たれるようになっているが、この部分に漏風が発生すると、パレット台車６ａに積載された焼結原料層を通らずにパレット台車６ａの周囲のガスが風箱２２に流れ込む。本実施形態１のように分岐ダクト３ａを通して外気が混入されていない循環排ガスをパレット台車６ａの上端よりも低い位置において排ガス循環フード１により覆われた空間内に戻すことにより、外気が混入されて焼結原料を燃焼させるのに必要な量の酸素を含む循環排ガスをパレット台車６ａの上方に供給すると共に、パレット台車６ａ下方からの漏風分については外気が混入されていない循環排ガスの割合を高めることができる。
これにより、焼結原料を燃焼させるのに必要な酸素量を含む循環排ガスをパレット台車上方から焼結原料層に供給することができるとともに、排ガス循環量を極力増大させることで系外に放出する排ガス量を抑えることができる。

次に、図５を参照して本実施形態１に係る焼結鉱の焼結機５０が備える開閉式の排ガス循環フード１の動作について説明する。尚、図５においては、簡略化のために、内部を通る焼結ベッド６（パレット台車６ａ）の図示は省略している。

図５（ａ）は、可動フード１ｂが閉じられている状態を示している。本実施形態１においては、可動フード１ｂは各開放箇所毎に２つずつ設けられており、２つの可動フード１ｂがそれらの間で突き合わされて開放箇所を閉じられるようになっている。この状態においては、可動フード１ｂと床面５との間の隙間は床面シール板４ａによってシールされ、可動フード１ｂと固定フード１ａとの間の隙間はフード間シール板４ｂによってシールされていて、排ガス循環フード１の内部の気密性が保たれている。

図５（ｂ）は、可動フード１ｂが開かれている状態を示している。このように、可動フード１ｂは、下端に設けられた可動フード車輪１０によって固定フード１ａに沿って移動可能となっており、２つの可動フード１ｂが互いに反対方向に移動されることにより、大きな開放長さＬｏが確保される。これにより、パレット交換等の保全作業を容易かつ効率的に行うことが可能となる。このような開閉式の排ガス循環フードは、全長に渡ってパレット台車等の移動体との間でシールするということが要求されない本願発明の構成により可能となる。

（変形例）
図６は、実施形態１の開閉式の排ガス循環フード１の変形例を示している。本変形例の排ガス循環フード１においては、可動フード１ｂは各開放箇所毎に１つずつ設けられており、各可動フード１ｂはその全体が吊りワイヤ１００等によって上方に持ち上げられるようになっている。

本変形例は、上記実施形態１の構成と比べると可動フード１ｂを開閉しにくい面はあるものの、開口長さＬｏを約２倍にすることができる長所がある。

（実施形態２）
次に、図７を参照して本発明の実施形態２に係る焼結鉱の焼結機が備える排ガス循環フード１について、上記実施形態１と相違する部分を説明する。

本実施形態２においては、排ガス循環フード１の長手方向両端部にガスシール室３０が設けられており、ガスシール室３０には内部のガスを吸引する吸引ブロア３３に接続された吸引ダクト３４が接続されている。ガスシール室３０は、排ガス循環フード１と複数のパレット台車６ａ及び床面５との間の隙間を塞ぐ外側遮蔽部材３１と、排ガス循環フードの長手方向における外側遮蔽部材３１の内側に設けられ、排ガス循環フード１と複数のパレット台車６ａ及び床面５との間の隙間を塞ぐ内側遮蔽部材３２とにより形成されている。

図７の矢印Ａ〜Ｄは、漏風と吸引とによる流量バランスを説明するためのものである。排ガス循環フード１の長手方向両端部においては、隙間のシールが非常に困難であるが、図７に示すように、ガスシール室３０には排ガス循環ダクト３が接続されておらず、循環排ガスが送られないようになっており、これにより、排ガス循環フード１の長手方向両端部における循環排ガスに対するシールが２重になることに加え、ガスシール室３０内では外側遮蔽部材３１側からの漏風Ａと内側遮蔽部材３２側からの漏風Ｂとが、環境集塵機２１に接続された吸引ダクト３４側の吸引Ｃと風箱２２側の吸引Ｄとによって外部に漏れないこととなる。例えば、排ガス循環フード１の内側遮蔽部材３２より内側の圧力が大気圧ならば、漏風Ａ＝漏風Ｂである。また、排ガス循環フード１の内側遮蔽部材３２より内側の圧力が負圧であれば、漏風Ａ＞漏風Ｂである。

尚、ガスシール室３０には、環境集塵機２１に接続された吸引ダクト３４を接続して内部のガスを吸引することで、ガスシール室３０の負圧度を高めて外部への漏風防止効果を高めることができ好ましいが、このような吸引ダクト３４が接続されていなくとも、ガスシール室３０を設けて吸引Ｄだけで内部のガスを吸引することによっても漏風防止効果は得られる。

以上、本発明を実施形態を用いて説明してきたが、本発明はこれらの実施形態の構成には限られない。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲の記載に基づいて定まるものであり、その範囲内において構成要素の省略や変形、改良を施した構成の全てが本発明に含まれる。

例えば、上記の各実施形態及び変形例においては、排ガス循環ダクト３は、排気ダクト２との接続部と吸気口１１との間の部分から分岐する分岐ダクト３ａを備え、台車車輪８の近傍の位置で床面から排ガス循環フード１により覆われた空間に連通しているが、これは、パレット台車６ａと風箱２２との間のシール部分（台車側摺動部材６ｂと風箱側レール部材２２ｂ）の近傍に外気が混入されていない循環排ガスを戻すことで、パレット台車６ａの下方から風箱内への漏風分のうち、この外気が混入されていない循環排ガスの割合を高くすることができる好ましい形態である。即ち、分岐ダクト３ａは、パレット台車６ａの上端よりも低い位置で排ガス循環フード１により覆われた空間に連通していればよく、例えば、パレット台車６ａの上端よりも低い位置において排ガス循環フード１の側面に接続されていてもよい。また、分岐ダクト３ａは設けられていなくともよい。

１ 排ガス循環フード
１ａ 固定フード
１ｂ 可動フード
２ 排気ダクト
３ 排ガス循環ダクト
３ａ 分岐ダクト
４ シール部材
４ａ 床面シール板
４ｂ フード間シール板
５ 床面
６ 燒結ベッド
６ａ パレット台車
６ｂ 台車側摺動部材
７ 軌条
８ 台車車輪
９ 焼結原料層
１０ 可動フード車輪
１１ 吸気口
１４ 主ブロア
１５ 循環ブロア
１６ 吸気ブロア
１７ 給鉱装置
１８ 点火装置
２０ 集塵機
２２ 風箱
２２ｂ 風箱側レール部材
２５ 端部遮蔽部材
３０ ガスシール室
３１ 外側遮蔽部材
３２ 内側遮蔽部材
３３ 吸引ブロア
３４ 吸引ダクト
３５ 固定フードリブ
３６ 固定フード基礎部材
３７ 可動フードリブ
５０ 焼結機
１００ 吊りワイヤ

Claims (9)

1. 床面上に敷設された軌条の上を走行する複数のパレット台車を含む焼結ベッドを備え、前記複数のパレット台車上に積層された焼結原料を前記複数のパレット台車が走行している間に連続的に燃焼させて焼結鉱を製造するために用いられる焼結鉱の焼結機であって、
   前記焼結ベッドの下方から排気を吸引して外部に排出するための主ブロアが設けられた排気ダクトと、
   前記複数のパレット台車の上方を覆う排ガス循環フードと、
   前記排気ダクトと前記排ガス循環フードとの間を接続する排ガス循環ダクトと、
   前記排ガス循環フードと前記床面との間の隙間を気密にシールする床面シール部とを備え、
   前記排ガス循環フードの内部を大気圧以下の圧力に保つよう構成され、
   前記排ガス循環フードが、固定フードと可動フードとを含み、前記可動フードを移動することにより少なくとも一部が開閉可能に構成されていることを特徴とする焼結鉱の焼結機。
2. 前記可動フードが閉鎖している状態において、前記可動フードと前記固定フードとの間の隙間をシールするフード間シール部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の焼結機。
3. 前記排ガス循環フードが設けられている部分の排気の少なくとも一部を、前記排ガス循環ダクトを通して前記排ガス循環フードに戻すよう構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の焼結鉱の焼結機。
4. 前記排気ダクトに設けられた主集塵機を更に備え、
   前記主集塵機は、排ガスの流れ方向における前記主ブロアの上流側に設けられており、
   前記排ガス循環ダクトは、前記主集塵機と前記主ブロアとの間の部分で前記排気ダクトに接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の焼結鉱の焼結機。
5. 外気を取り入れる吸気口が前記排ガス循環ダクトに設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の焼結鉱の焼結機。
6. 前記排ガス循環ダクトは、前記排気ダクトとの接続部と前記吸気口との間の部分から分岐する分岐ダクトを更に備え、
   前記分岐ダクトは、前記パレット台車の上端よりも低い位置で、前記排ガス循環フードにより覆われた空間に連通していることを特徴とする請求項５に記載の焼結鉱の焼結機。
7. 前記排ガス循環フードの長手方向両端部のうちの少なくとも一方にガスシール室が設けられており、該ガスシール室には前記排ガス循環ダクトが接続されていないことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の焼結鉱の焼結機。
8. 前記ガスシール室には前記ガスシール室内のガスを吸引する吸引ブロアに接続された吸引ダクトが接続されていることを特徴とする請求項７に記載の焼結鉱の焼結機。
9. 前記ガスシール室が、前記排ガス循環フードと前記複数のパレット台車及び前記床面との間の隙間を塞ぐ外側遮蔽部材と、前記排ガス循環フードの長手方向における前記外側遮蔽部材の内側に設けられ、前記排ガス循環フードと前記複数のパレット台車及び前記床面との間の隙間を塞ぐ内側遮蔽部材とにより形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の焼結鉱の焼結機。