JPS6213417B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉鉱石をドワイドロイド式焼結機によ
り連続的に焼結する方法およびその装置の改良に
係るものである。

従来のドワイドロイド式焼結機の主要構成は、
第１図に示すように、両側のスプロケツトＳ間に
無限帯状に嵌装されたパレツトＰ列、その上部パ
レツトＰ列の直下に近接対向して配設したウイン
ドボツクスＢ列、これに接続した通風機構として
のダクトｄ、ダンパＤ、ブロワ１、さらに集塵器
２、スタツク３、パレツトＰへの原料供給用給鉱
機４、パレツトＰ内の原料層表層への点火を行う
点火炉５、焼結反応を終つたパレツトＰ内の内容
物、つまり焼結鉱をパレツトＰから取り出す排鉱
部６、床敷層給鉱機Ｇ、デツドプレートＡ等から
成る。

この焼結機での運転工程を説明すると、まず、
図面左側の床敷層給鉱機Ｇ、これに続く原料給鉱
機４により、矢印方向へ移行するパレツトＰ内に
床敷層形成材およびその上に焼結鉱原料が連続的
に供給されて原料層が形成されたのち、点火炉５
直下を通過する際に、上記原料層表面に点火炉５
により着火され、更にパレツトＰ列が右方へ移行
する間に、ウインドボツクスＢ列及びこれに接続
された上記通風機構により、パレツトＰ上方より
燃焼用ならびに冷却用としての空気を吸引するこ
とによる下向きの通風により、原料の焼結反応な
らびに焼結鉱の冷却が順次原料層の下方に進行し
て、各パレツトＰ内のグレート上の前記床敷層に
到達し、さらに排風温度が所定の温度に下降した
のちに、右端の焼結鉱排鉱部６にてパレツトＰ内
から排出されるようになつている。

以上のような全工程に亘る下向き通風による焼
結方法においては、焼結終期の過程では原料層内
の燃焼ゾーンが床敷層、すなわち第２図に示す床
敷層１１にまで到達し、焼結層１０内を通過して
くる下向きの高温ガスにより、グレート１２及び
パレツトフレーム１３はかなりの長時間加熱さ
れ、同図の破線１４に示すような温度分布が焼結
層１０、グレート１２及びパレツトフレーム１３
内に形成される。そのためにグレート１２及びパ
レツトフレーム１３には大きな熱応力が生じて、
これらの変形及びクラツク生成等の重大な欠陥が
度々生じている。

また、パレツトＰ内の原料層の一方向のみから
通風するので、原料層の横断面内に通気度の差が
存在するような場合には、局部的に冷却の遅い部
分が生じ、後続の輸送装置を焼損する問題がある
ので、パレツト移動速度を低下させ、局所赤熱部
の冷却を待つたのちに排鉱せざるを得ず、従つて
焼結鉱の生産性が必然的に低下する欠点があつ
た。

更に、原料層に下向きのみの通風を与えるた
め、焼結層の上部は冷空気により急冷され、焼結
鉱製品中に熱歪みが残存することになり、これを
高炉で使用する際に低温還元粉化現象を生じ易い
欠点もあつた。

本発明者は、従来のドワイドロイド式焼結によ
る上記欠点に鑑み、種々試験、研究を重ねた結
果、粉鉱石の焼結工程の大半では、パレツト内の
原料層に下向きの通風を与え、焼結の末期の過程
以降では、同原料層に上向きの通風を与えること
が効果的であることを知見し、焼結試験機による
試験を通じて、通風方向を逆転させる時期と、製
品の生産性、品質、パレツトのグレート温度等の
関係を明らかにした。

本発明は、かかる知見に基づいて、上記従来の
ものの欠点を解消することを目的として提案され
たものでドワイドロイド式焼結機において、パレ
ツト内の原料層表層に、点火炉により着火したの
ち、下向き通風を与えることにより、焼結反応を
進行せしめ、その焼結反応の末期の過程以降の当
該パレツトの内容物に対しては上向きの通風を与
えることを特徴とする粉鉱石の焼結方法に係るも
のである。

また、本発明は、ドワイドロイド式焼結機にお
ける連設されて所定方向へ移行するパレツト列、
同パレツト列の下方に近接対向して配設されたウ
インドボツクス列、給鉱機から給鉱されたパレツ
ト内の原料層に着火する点火炉を具備してなる粉
鉱石の焼結装置において、上記点火炉に着火され
たのちの焼結反応末期に至るまでの間、当該パレ
ツトの内容物に対し下向きの通風を与える通風機
構を、また上記焼結反応末期の過程以降の当該パ
レツトの内容物に対し上向きの通風を与える通風
機構をそれぞれ配設してなることを特徴とする粉
鉱石の焼結装置に係るものである。

以下、第３図および第４図を参照しながら本発
明方法につき説明する。第３図の右上方に示すよ
うに、予じめ調合した燃結原料を焼結試験機のパ
レツト内に層高300mmの厚さに装入して、原料層
Ｃを形成し、さらに熱電対ｘ，ｙ，ｚを原料層内
の各位置（パレツトＰのグレート上面よりそれぞ
れ20mm，75mmおよび110mmの各位置）に設置した
状態で原料層Ｃ表面に点火し、上方より下層に向
け通風しながら焼結した。そのときの原料層Ｃの
各位置の温度、排風温度、層内圧損および通風量
の経時変化状態は、第３図に示すとおりで同図に
おいて、時間軸上のαの位置が排風温度がほぼ最
高になる位置に相当し、ほぼフレームフロントが
グレート面に到達する時期に相当するので、この
時期よりも早い時期を通風方向変更の時期として
選定して焼結を実施したところ第４図に示すよう
な結果が得られた。第４図において、横軸の〓フ
レームフロントの到達距離〓はフレームフロント
の到達する各位置で通風方向を下向きから上向き
へ切替えたものであり、その切替え位置を原料層
高に対して無次元表示したものである。さらに、
最高排風温度は当然ながら原料層上側表面から排
出される排風の温度のことである。この第４図に
みるように、焼結の途中で通風方向を下向きから
上向きへ切替えることにより、生産率（焼結時間
と120℃迄の冷却時間とを考慮したものである。）
が向上し、かつパレツトフレームが高温になるの
が抑制される効果が得られるとともに、品質面で
は、製品還元中の粉化性の指標となる低温還元粉
化率が低下し還元中に粉化しにくくなる効果があ
ることを見出した。生産率が向上する理由とし
て、製品歩留りが低下する以上に、風向きの切替
え迄の焼結時間が短縮されること、通気度が低く
赤熱部が残存している部分にも比較的低温のガス
が到達して冷却時間が短縮されること、急冷され
て熱歪みを内蔵する焼結層上部の部分が、下方か
らくる高温のガスにより焼鈍作用を受けて熱歪み
が除去されるためである。さらに後者の理由によ
り低温還元粉化率が低下することがいえる。な
お、グレートの温度が上昇しないのは、フレーム
フロントがパレツトのグレート上面に到達する前
に通風方向を切替えて、グレート方向から原料層
方向へ冷風を送り込むので、当然のことながら上
昇しない。

さらに、第４図からも判るように、焼結反応の
後半期から末期にかけて通風方向を上向きに切替
えると、原料層上方へ出てくる排風の温度が、従
来の焼結法で得られる排風温度以上になるので、
この排風をそのまま焼結途上部のパレツト列上部
に導き、冷風とともにパレツト内の原料層上部よ
り導入すれば、排熱回収が可能になるばかりでな
く、風向き切替えに伴なう原料層上方に排出され
るガス中のダストは、焼結途上部の原料層によつ
て大部分は捕集されるので、集塵機に導かれる排
ガス中のダスト量が減り、集塵が容易になる利点
もある。さらに、排熱回収の結果、原料層へのコ
ークス添加量が減るので、コークスが発生源とな
る燃料NOxが減ること、原料層上部へ排出され
る循環用排ガス中にはCOガスが含まれているの
で、このCOガスによるNOxの還元減少が生ずる
ことのために、焼結機排ガス中のNOxが低減で
きる効果がある。

実操業を行うに当り、風向き変更の時期を具体
的に把握する手段としては、第３図に示したよう
に、原料層の焼結が進み、フレームフロントが原
料層底部（床敷層）に次第に近づく項からつま
り、焼結反応の末期の過程に入り層内圧損がかな
り急激に減少し始め、これに伴ない風量も増加し
始める。さらにフレームフロントが底部に近づく
と排風度が上昇し始めるので、これらの情報すな
わち層内圧損、風量および排風温度のいずれか１
つまたはそれらの組合せの情報により把握するこ
とができることもわかつた。

なお、ドワイドロイド式焼結機の機構の関係
上、パレツトＰ列への通風の向きの変更時期は、
移行するパレツト直下のウインドボツクスＢの位
置ということになるので、一定のウインドボツク
スＢの位置でフレームフロントが所定の深さに達
しているのが望ましい。従つて、このためには、
原料層の通気度を一定に保持する必要があるの
で、第１図の原料供給装置４の後に通気度計を設
け、この情報により原料供給状態を制御して原料
層の通気度を一定にするのがよい。

さらに、本発明の他の利点として、焼結反応の
後半期から末期にかけての通常下向きのみの通風
では、SOxの排出量の多くなる時期に、通風方向
を上向きに変更するために、この上方からの排出
ガスを前述したように、排熱回収の目的で、前方
部（点火炉方向）のパレツトへ回わす場合には、
排ガス中のSOx濃度が上昇することになるので、
排ガスの脱硫処理が容易になる利点もある。

以上は、焼結鉱を焼結機上で約200℃以下の温
度に冷却してしまう焼結方法で、いわゆるオンス
トランドクーリング焼結法と称するが、本実施例
はこのオンストランドクーリング焼結法に本発明
方法を適用した場合の例について述べたが、焼結
機上で焼結鉱を600〜700℃迄冷却したのち、焼結
機より排鉱し、後設の冷却機にて低温迄冷却する
方法で、一般にオフストランド焼結法と称するも
のがあるが、本発明方法は、このオフストランド
クーリング焼結法にも、オフストランドクーリン
グ焼結の場合と全く同様に適用することもでき
る。すなわち、ドワイドロイド式焼結機による一
般のオフストランドクーリング焼結法において
は、第３図に示したｂのような時期で排鉱してい
るために、この時期には下向きの通風により焼結
層内の熱量がパレツトフレームにも運ばれ、パレ
ツトフレームはかなり高温になり、熱変形を生じ
易いので、焼結機の大型化が難しいという問題が
あつたが、本発明のように、第３図のｂの時期よ
りも早い時期に通風方向を下向きから上向きに切
替えれば、パレツトフレームの吸熱量が減少する
ので、パレツトフレームの温度も低下し、前述の
ような問題が軽減される。さらに、パレツトフレ
ームの温度が上昇しないことは、焼結層内の保有
熱量が大きいということになり、この段階で上向
きに通風を切替えるので、焼結層の上表面から排
出されるガスの顕熱は大きくなるので、排熱回収
の効果も大となる利点がある。その他オンストラ
ンドクーリング焼結法の場合と同様の効果が得ら
れるのはもちろんである。

以上、要するに本発明方法は、ドワイドロイド
式焼結機において、パレツト内の原料層表層に、
点火炉により着火したのち、下向き通風を与える
ことにより、焼結反応を進行せしめ、その焼結反
応の末期の過程以降の当該パレツトの内容物に対
しては、上向きの通風を与えることを特徴とする
粉鉱石の焼結方法を要旨とするものであるから、
本発明方法によれば、上記従来方法の欠点を解消
できるという実用的効果を挙げることができる。

つぎに、上記本発明方法を実施するための装置
の具体例を第５図および第６図により説明する。
第５図は、本発明方法をオンストランド方式によ
るドワイドロイド式焼結機に、また、第６図は、
オフストランド方式による同上焼結機にそれぞれ
適用する装置の概略構成図である。なお、装置の
構成部として、従来装置と同一の構成部材につい
ては、第１図に示した付号及び符号を使用する。

本発明装置の基本的構造は、第１図に示す従来
装置とほぼ同様の構成であり、その詳細について
は前述の通りであり重ねて説明しないが、両者の
構造の相異点につきここで説明すると、従来装置
は、そのパレツトＰ列の直下に設けたウインドボ
ツクスＢ列に接続されたダクトｄ、ダンパＤ、ブ
ロワ１よりなる通風機構が焼結工程にあるパレツ
トＰ列全域に亘り上部より下方に向う下向きの吸
引通風を行う構成であるに対し、本発明装置にお
いては、デツドプレートA₁からA₂に至る間のウ
インドボツクスＢ群に対しては下向きの通風機構
を、また、デツドプレートA₂からA₃に至る間の
ウインドボツクスＢ群に対しては上向き通風機構
を接続している点である。

デツドプレートA₂の作用は、隣接する通風方
向の異なるウインドボツクスＢ間の通気の短絡を
防止し、その上部を通過するパレツトＰの内容物
に対し、正常な下向き、或は上向きの通風を与え
るためのものであり、その設置位置は、移行する
パレツトＰ列の焼結原料が、焼結反応を進行し、
その末期の過程に到達する時期に対応する位置で
あつて、その選定条件は、第３図及び第４図に示
すような資料、情報を基に予かじめ決定される。

なお、デツトプレートA₂，A₃間にあるパレツ
トＰ群に対しては、その間にあるウインドボツク
スＢ群より上向きの通風により、同上パレツトＰ
群上面に排気が排出されるので、これを集収する
ためのフードF₁，F₂及びF₃が、当該パレツトＰ
群に対向して設置されている。同パレツトＰ群と
フードF₁〜F₃との間の漏気を極力防止するた
め、第７図に示すように、フードF₁，F₂，F₃と
パレツトＰ側壁との間の気密のため、フード
F₁，F₂，F₃の下縁にヒンジにより回動可能のス
カート枝ＴがパレツトＰの側壁に当接する構造を
与えており、又フードF₁，F₂，F₃とパレツト内
容物（焼結鉱）との間の気密はそれらフードの下
縁にヒンジにより回動可能のシール金物Ｍ（第８
図ａ，ｂ参照）が設けられており、当該金物Ｍが
前記内容物の上面にその端部が当接し漏気を防止
する構造となつている。

フードF₁，F₂，F₃に集収された排気は、かな
りの高温であり、その顕熱を回収利用し、または
せずして最終的に大気に放出する。すなわち、図
示フードF₂により捕集された高温の排気はフー
ドF₁に導入され、原料の焼結のための燃焼用空
気としてその顕熱を利用する。この場合、フード
F₁とフードF₂とを連結するダクト１０の途中に
ブースタフアン９及びダンパ１２を設け、フード
F₁の圧力情報によりダンパ１２の開度が調整で
きる構造になつていることが望ましい。何故なら
ば、フードF₂内の圧力は、フードF₂から導入さ
れてくる高温排ガスがフードF₁から吹出さない
程度の負圧に保持されているのが望ましいからで
ある。さらに、ダクト系及びフードF₂からの洩
風等により排気ガスの発生量が増えれば連結ダク
ト１０の途中に設けた排気ダクト１３からダンパ
１４を介して大気放出する機構を備えているのが
望ましい。尚フードF₃により捕集した比較的低
温の排ガスは、そのまま大気中に放出するか、又
はフードF₂の排ガスに混合し、フードF₁に導入
してもよい。（この系統は図示せず） かくすることにより、排ガス中のダクトの大部
分はフードF₁の区域に含まれるパレツトＰ群の
原料層に捕収されるので、装置に付加された集塵
機に導かれる排気中のダクト量が減少し、集塵が
容易となるのみならず、排ガスの脱硫処理が容易
化され、かつNOxの低減化が計れるという副次
的な効果もある。かかる作用及び効果は、第６図
に示すオフストランド方式の本発明装置において
も全く同様である。

なお、上述の実施例においては、パレツトＰ列
への上向き通風として、パレツト下面に対向設置
したウインドボツクスＢ及びそれに接続された通
風機構による押込み通風としたが、場合によつて
はパレツトＰ列の上面側にウインドボツクスを設
置し、当該通風を吸引通風とすることも勿論可能
であり、その作用効果は上記実施例と変らない。
上記に述べた排気の回収機構を総称して導気機構
という。

以上詳述した如く本発明装置は、ドワイドロイ
ド式焼結機における連設されて所定方向へ移行す
るパレツト列、同パレツト列の下方に近接対向し
て配設されたウインドボツクス列、給鉱機から給
鉱されたパレツト内の原料層に着火する点火炉を
具備してなる粉鉱石の焼結装置において、上記点
火炉に着火されたのちの焼結反応末期に至るまで
の間、当該パレツトの内容物に対し下向きの通風
を与える通風機構を、また上記焼結反応末期の過
程以降の当該パレツトの内容物に対し、上向きの
通風を与える通風機構をそれぞれ配設してなるこ
とを特徴とする粉鉱石の焼結装置を要旨とするも
のであるから、本発明装置によれば、上記本発明
方法を円滑、確実に実施でき、原料の焼結末期の
過程以降において通風を上向きに変更することに
より、主としてパレツトフレームの熱応力による
焼損、変形を効果的に防止するのみならず、焼結
鉱の品質の向上、生産性の向上、排熱の回収、集
塵の効率化、排ガスの脱硫処理の容易化及び
NOxの低減化等の多大な効果が得られ、さらに
焼結機の運転、保守コストの低減をはかることも
可能となり、産業上貢献するところ大なるものが
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のドワイドロイド式焼結機のオン
ストランド型式の概略説明図、第２図は上記焼結
機におけるパレツトＰ部の横断面図、第３図は焼
結試験機によるパレツト内の原料の焼結反応過程
における層内各部の温度、排風温度、層内圧損及
び通風量等の経時変化を示すグラフ、第４図は本
発明方法による通風方向変更時期選定のための試
験データ、第５図は本発明方法実施のための装置
（オンストランド型式）の１実施例略示的説明
図、第６図はオフストランド型式の本発明の他の
実施例装置の概略説明図、第７図は上記第５図及
び第６図に示す実施例装置におけるパレツト上部
に対向設置したフードのパレツトとの間のシール
機構を示す図、第８図ａ，ｂはフードの拡大図
で、第８図ａは側面図、第８図ｂは第８図ａの矢
視図である。 １…ブロワ、２…集塵機、３…スタツク、４…
給鉱器、５…点火炉、６…排鉱部、A₁〜_３…デ
ツドプレート、Ｂ…ウインドボツクス、ｄ…ダク
ト、Ｄ…ダンパ、F₁〜F₃…フード、Ｍ…シール
金物、Ｐ…パレツト、Ｔ…スカート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドワイドロイド式焼結機において、パレツト
   内の原料層表層に、点火炉に着火したのち、下向
   き通風を与えることにより、焼結反応を進行せし
   め、その焼結反応の末期の過程以降の当該パレツ
   トの内容物に対しては、上向きの通風を与えるこ
   とを特徴とする粉鉱石の焼結方法。 ２ ドワイドロイド式焼結機における連設されて
   所定方向へ移行するパレツト列、同パレツト列の
   下方に近接対向して配設されたウインドボツクス
   列、給鉱機から給鉱されたパレツト内の原料層に
   着火する点火炉を具備してなる粉鉱石の焼結装置
   において、上記点火炉に着火されたのちの焼結反
   応末期に至るまでの間、当該パレツトの内容物に
   対し下向の通風を与える通風機構を、また上記焼
   結反応末期の過程以来の当該パレツトの内容物に
   対し上向きの通風を与える通風機構をそれぞれ配
   設してなることを特徴とする粉鉱石の焼結装置。