(57)【要約】【課題】焼成される焼結原料の通気抵抗を低減させることができるとともに、返鉱の発生を抑制することが可能な焼結機を提供する。【解決手段】焼結機（１）は、パレット台車（１４）と、点火炉（３０）と、溝形成装置（６０）と、を備える。溝形成装置（６０）は、パレット台車（１４）の走行方向において点火炉（３０）の上流に配置される。溝形成装置（６０）は、侵入体（６１）と、押圧体（６５１）と、を有する。侵入体（６１）は、パレット台車（１４）上の焼結原料に侵入して溝（Ｇ）を形成する。押圧体（６５１）は、押圧面（６５１ｂ）を含む。押圧面（６５１ｂ）は、侵入体（６１）の両隣に配置され、焼結原料の表面を押圧する。押圧面（６５１ｂ）は、パレット台車（１４）の走行方向において、少なくとも、侵入体（６１）の上流端から最大幅部（Ｗ１ｍａｘ，Ｗ２ｍａｘ）まで延びる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結原料が装入され、無端軌道上を走行するパレット台車と、
前記パレット台車上の前記焼結原料に点火する点火炉と、
前記パレット台車の走行方向において前記点火炉の上流に配置される溝形成装置と、
を備え、
前記溝形成装置は、
前記パレット台車上の前記焼結原料に侵入して溝を形成する侵入体と、
前記走行方向に向かって前記侵入体の両隣に配置され、前記パレット台車上の前記焼結原料の表面を押圧する押圧面、を含む押圧体と、
を有し、
前記押圧面は、
前記走行方向において、少なくとも、前記侵入体の上流端から、前記侵入体のうち前記無端軌道の幅方向で最大長さを有する最大幅部まで延びる、焼結機。
【請求項２】
請求項１に記載の焼結機であって、
前記押圧面は、前記走行方向において、前記侵入体の前記上流端よりも上流側に延びている、焼結機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の焼結機であって、
前記押圧体は、前記侵入体に対して、相対的に昇降可能に取り付けられる、焼結機。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の焼結機であって、
前記侵入体は、前記パレット台車上の前記焼結原料に挿入された状態で固定され、
前記走行方向において、前記押圧面の下流端の位置は、前記最大幅部の下流端の位置と一致している、焼結機。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の焼結機であって、
前記押圧体は、さらに、
前記パレット台車上の前記焼結原料に対向し、前記押圧面の周囲に設けられ、前記押圧面から外側に向かって上昇する周縁面、
を含む、焼結機。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の焼結機であって、
前記パレット台車は、当該パレット台車上の前記焼結原料の焼成を進行させる焼成ゾーン、及び、前記走行方向において前記焼成ゾーンの下流に配置され、前記焼成ゾーンにおいて焼成された前記焼結原料を冷却する冷却ゾーン、を走行し、
前記焼成ゾーンと前記冷却ゾーンとの間において、前記溝に冷媒が注入される、焼結機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、焼結機に関する。
【背景技術】
【０００２】
製銑工程では、鉄鉱石類及びコークスが高炉に装入され、高温下で化学反応することにより、銑鉄が製造される。粉鉱石をそのまま高炉に装入すると高炉で目詰まりが生じるため、高炉に装入する鉄鉱石類として、従来、粉鉱石を塊成化した焼結鉱が用いられている。焼結鉱は、粉鉱石、石灰石、及び粉コークス等からなる配合材料に造粒処理を施して焼結原料を生成し、この焼結原料を焼き固めることで生産される。
【０００３】
焼結鉱の生産には、ドワイトロイド（ＤＬ）式焼結機が広く使用されている。ＤＬ式焼結機は、複数のパレット台車と、点火炉と、風箱群と、を備える。複数のパレット台車は、焼結原料が供給される給鉱部から、焼結鉱が排出される排鉱部に向かって走行する。点火炉は、パレット台車に装入された焼結原料の表面に点火する。風箱群は、給鉱部から排鉱部へと走行するパレット台車の下方に配置される。風箱群は、パレット台車の上方の空気を吸引して焼結原料中のコークスの燃焼を促進させる。
【０００４】
特許文献１及び２は、焼結原料の装入層の層厚を正確に測定し、通気状態を均一化するためのＤＬ式焼結機を開示する。特許文献１及び２の焼結機では、層厚検出部によって装入層の層厚をパレット台車の幅方向に検出し、要通気増加領域（圧密領域）を抽出する。装入層に圧密領域が存在する場合、圧密領域に対して通気棒が所定の深度まで挿入され、圧密領域の通気性が確保される。
【０００５】
特許文献３の焼結鉱の製造方法では、焼結原料の装入層の幅方向の両端部に、空隙率が高い部分が形成される。空隙率が高い部分は、装入層が点火炉に入る前に、板状体の通気スリット又は棒状体の通気棒を予め装入層に挿入して固定しておくことで、パレット台車の走行に伴って形成される。空隙率が高い部分には、焼結に必要な高温域保持時間を十分に確保するために、気体燃料が導入される。
【０００６】
特許文献４には、焼結機への焼結原料の装入方法が開示されている。特許文献４では、予め位置決めされたスリット形成棒により、パレット台車の幅方向に並ぶ複数のスリット状溝が形成される。特許文献４によれば、これらのスリット状溝に粉コークスを装入することで、焼結原料の装入層の通気性を阻害することなく、カーボン濃度を上昇させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５４５８７８０号公報
【特許文献２】特開２０１２−０４６８１３号公報
【特許文献３】特開２０１３−０７６１０５号公報
【特許文献４】特開平２−３０１５２５号公報
【特許文献５】特許第２９２７２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜４では、棒状体又は板状体を焼結原料に挿入して固定しておくことにより、パレット台車の走行に伴って焼結原料に溝が形成される。この場合、棒状体又は板状体によって押し分けられた焼結原料が溝の両側で隆起する。溝の両側で隆起した焼結原料の山は、原料粒子の密度が小さい部分であるため、焼結操業時に発生する返鉱を増加させる。
【０００９】
ここで、返鉱とは、概ね５ｍｍ程度以下の粒径を有する小さな焼結鉱（以下、細粒焼結鉱ともいう）である。細粒焼結鉱が高炉に適量以上投入されると、高炉内の通気性が悪化して、炉内ガスの偏流が発生しやすくなり、炉内吹き抜け等の高炉操業状態の不調を招くおそれがある。このため、高炉への細粒焼結鉱の投入量には、例えば、高炉への焼結鉱全体の装入量の５％以下等といった制限が設けられている。細粒焼結鉱の投入量の制限を守るため、焼結工場内では、焼結鉱を篩いにかけ、細粒焼結鉱を高炉へ送らずに焼結機内へ戻し、再焼結するようになっている。上述したように溝の両側で焼結原料が隆起した場合には、この隆起部分に点火炉が点火し、焼結原料内のコークスが燃焼したとしても、焼結層（焼結ベッド）の表面にある隆起部分では、蓄熱がほとんどなく、スラグ成分の十分な溶融には至らない。よって、隆起部分は、その強度が弱く、搬送過程における落下衝撃等のわずかな外力で簡単に崩壊して細粒になる。隆起部分が存在しなかったとしても、パレット台車上の焼結ベッドの表面は、蓄熱がほとんどないのでその強度の弱さから返鉱を生じさせやすい。この焼結ベッドの表面部分の強度を向上させ、返鉱を低減させることが望まれている。従来の焼結工場では、例えば、焼結ベッド上で焼成した焼結鉱の１５〜３０％という膨大な量の返鉱が発生している。返鉱の量を低減することができれば、焼結生産量が増加することになる。このため、焼結工場では、返鉱発生量に関する改善のニーズが高い。
【００１０】
特許文献２では、溝を形成する通気棒の下流側にカットオフゲートが配置されている。このカットオフゲートにより、溝の両側で隆起した焼結原料が下方に押しつけられ、焼結原料の表面が平坦化される。しかしながら、カットオフゲートによって押しつけられた焼結原料が溝内に流入することで、通気棒によって形成された溝が崩壊する可能性がある。この場合、原料粒子の密度が小さい部分が発生して返鉱が増加する。
【００１１】
本開示は、焼成される焼結原料の通気抵抗を低減させることができるとともに、返鉱の発生を抑制することが可能な焼結機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本開示に係る焼結機は、パレット台車と、点火炉と、溝形成装置と、を備える。パレット台車には、焼結原料が装入される。パレット台車は、無端軌道上を走行する。点火炉は、パレット台車上の焼結原料に点火する。溝形成装置は、パレット台車の走行方向において点火炉の上流に配置される。溝形成装置は、侵入体と、押圧体と、を有する。侵入体は、パレット台車上の焼結原料に侵入して溝を形成する。押圧体は、押圧面を含む。押圧面は、走行方向に向かって侵入体の両隣に配置される。押圧面は、パレット台車上の焼結原料の表面を押圧する。押圧面は、上記走行方向において、少なくとも、侵入体の上流端から最大幅部まで延びる。最大幅部は、侵入体のうち無端軌道の幅方向で最大長さを有する部分である。
【発明の効果】
【００１３】
本開示に係る焼結機によれば、焼成される焼結原料の通気抵抗を低減させることができるとともに、返鉱の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態に係る焼結機の概略を示す側面図である。
【図２】図２は、図１に示す焼結機に含まれる冷媒供給装置の正面図である。
【図３】図３は、図１に示す焼結機に含まれる溝形成装置の正面図である。
【図４】図４は、図３に示す溝形成装置の部分拡大図である。
【図５】図５は、図３に示す溝形成装置の側面図である。
【図６】図６は、図３から図５に示す溝形成装置に含まれる押圧機構の作用を説明するための図である。
【図７】図７は、図６における押圧機構とは別の押圧機構の作用を説明するための図である。
【図８】図８は、実施形態に係る焼結機以前の焼結機で形成される焼結層の縦断面図である。
【図９】図９は、図１に示す焼結機で形成される焼結層の縦断面図である。
【図１０】図１０は、図１に示す焼結機で形成される別の焼結層の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施形態に係る焼結機は、パレット台車と、点火炉と、溝形成装置と、を備える。パレット台車には、焼結原料が装入される。パレット台車は、無端軌道上を走行する。点火炉は、パレット台車上の焼結原料に点火する。溝形成装置は、パレット台車の走行方向において点火炉の上流に配置される。溝形成装置は、侵入体と、押圧体と、を有する。侵入体は、パレット台車上の焼結原料に侵入して溝を形成する。押圧体は、押圧面を含む。押圧面は、走行方向に向かって侵入体の両隣に配置される。押圧面は、パレット台車上の焼結原料の表面を押圧する。押圧面は、上記走行方向において、少なくとも、侵入体の上流端から最大幅部まで延びる。最大幅部は、侵入体のうち無端軌道の幅方向で最大長さを有する部分である（第１の構成）。
【００１６】
第１の構成において、侵入体は、パレット台車上の焼結原料に対し、上流端から焼結原料に侵入して溝の形成を開始し、最大幅部で溝の形成を完了させる。押圧体の押圧面は、少なくとも侵入体の上流端から最大幅部までの範囲において、侵入体の両隣で焼結原料の表面を押圧する。すなわち、侵入体によって焼結原料に溝が形成されている間、この形成途中の溝の両側で、押圧面によって焼結原料の表面が押圧される。よって、溝の形成に際し、溝の両側に焼結原料の隆起が発生するのを予防することができ、返鉱の発生を抑制することができる。このように、第１の構成によれば、焼結原料に溝を形成して焼結原料の通気抵抗を低減させるとともに、返鉱の発生を抑制することができる。
【００１７】
上記押圧面は、パレット台車の走行方向において、侵入体の上流端よりも上流側に延びていることが好ましい（第２の構成）。
【００１８】
第２の構成によれば、侵入体が焼結原料に侵入して溝の形成を開始する前に、押圧面によって焼結原料の表面を押圧し始めることができる。よって、溝の両側における焼結原料の隆起をより確実に予防することができる。
【００１９】
上記押圧体は、侵入体に対して、相対的に昇降可能に取り付けられることが好ましい（第３の構成）。
【００２０】
第３の構成によれば、押圧体が侵入体に対して相対的に昇降する。このため、焼結原料の層圧変化により、焼結原料の表面の高さが侵入体に対して上下動した場合であっても、焼結原料の表面に押圧体の押圧面を追従させることができる。よって、焼結原料の層厚変化によらず、焼結原料の表面を確実に押圧することができる。
【００２１】
上記侵入体は、パレット台車上の焼結原料に挿入された状態で固定されていてもよい。この場合、パレット台車の走行方向において、押圧面の下流端の位置は、最大幅部の下流端の位置と一致していることが好ましい（第４の構成）。
【００２２】
パレット台車上の焼結原料に侵入体が挿入された状態で固定されている場合、パレット台車の走行に伴って焼結原料に溝が形成される。このとき、侵入体の最大幅部の位置で溝が完成するが、溝が完成した後まで焼結原料の表面を押圧すると、完成した溝が崩壊する可能性がある。そこで、第４の構成では、押圧面の下流端の位置を、侵入体の最大幅部の下流端の位置と一致させる。これにより、侵入体の最大幅部よりも下流側では、焼結原料の表面が押圧面で押圧されなくなるため、溝の崩壊を防止することができる。
【００２３】
上記押圧体は、さらに、周縁面を含むことが好ましい。周縁面は、パレット台車上の焼結原料に対向する。周縁面は、押圧面の周囲に設けられ、押圧面から外側に向かって上昇する（第５の構成）。
【００２４】
第５の構成によれば、押圧面から外側に向かって上昇する周縁面が設けられているため、押圧面の端縁によって焼結原料の表面が荒れるのを防止することができる。
【００２５】
上記焼結機において、パレット台車は、焼成ゾーン及び冷却ゾーンを走行することができる。焼成ゾーンは、パレット台車上の焼結原料の焼成を進行させる。冷却ゾーンは、パレット台車の走行方向において焼成ゾーンの下流に配置される。冷却ゾーンは、焼成ゾーンにおいて焼成された焼結原料を冷却する。焼成ゾーンと冷却ゾーンとの間において、溝に冷媒が注入されることが好ましい（第６の構成）。
【００２６】
第６の構成によれば、パレット台車上の焼結原料が焼成ゾーンで焼成された後、当該焼結原料に予め形成されている溝に対し、冷媒が注入される。よって、焼成ゾーンの下流に位置する冷却ゾーンにおいて、焼成後の焼結原料の冷却を促進することができる。
【００２７】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。
【００２８】
＜焼結機の構成＞
図１は、実施形態に係る焼結機１の側面図である。焼結機１は、焼結原料を焼き固めて焼結鉱を生産する。焼結原料は、粉鉱石、石灰石、及び粉コークス等からなる配合材料に造粒処理を施して生成された、粒状の原料である。
【００２９】
図１に示すように、焼結機１は、焼結機本体１０と、装入装置２０と、点火炉３０と、排ガス循環装置４０と、冷媒供給装置５０と、溝形成装置６０と、を備える。
【００３０】
［焼結機本体］
焼結機本体１０は、給鉱部１１で供給された焼結原料を排鉱部１２に向かって搬送しながら焼成する。焼成後の焼結原料（焼結鉱）は、排鉱部１２から排出される。焼結機本体１０は、無端軌道１３と、複数のパレット台車１４と、複数の風箱１５と、を含む。
【００３１】
（無端軌道）
無端軌道１３は、駆動スプロケットホイール１３１と、従動スプロケットホイール１３２と、レール１３３，１３４と、を有する。駆動スプロケットホイール１３１は、給鉱部１１側に配置され、駆動装置（図示略）によって回転する。従動スプロケットホイール１３２は、排鉱部１２側に配置される。レール１３３，１３４は、駆動スプロケットホイール１３１と従動スプロケットホイール１３２との間で水平に延びる。レール１３４は、レール１３３の下方に配置されている。なお、従動スプロケットホイール１３２に代えて、カーブトラックを設けることもできる。
【００３２】
（パレット台車）
複数のパレット台車１４は、無端軌道１３に沿って配列され、無端軌道１３上を走行する。パレット台車１４の各々は、駆動スプロケットホイール１３１が回転駆動されることにより、駆動スプロケットホイール１３１、レール１３３、従動スプロケットホイール１３２、及びレール１３４を循環走行する。
【００３３】
パレット台車１４は、レール１３３上を給鉱部１１側から排鉱部１２側へと走行する。パレット台車１４は、従動スプロケットホイール１３２に到達すると、その車軸を従動スプロケットホイール１３２の歯に引っ掛けることで折り返し、レール１３４上を排鉱部１２側から給鉱部１１側へと走行する。パレット台車１４は、駆動スプロケットホイール１３１に到達すると、その車軸を駆動スプロケットホイール１３１の歯に引っ掛けることで折り返し、再度レール１３３上を走行する。
【００３４】
パレット台車１４には、焼結原料が装入される。パレット台車１４は、レール１３３上を給鉱部１１から排鉱部１２に向かって走行する。パレット台車１４がレール１３３上を走行している間に、焼結原料の焼成が進行する。
【００３５】
以下、焼成開始前におけるパレット台車１４上の焼結原料の層を原料ベッドと称し、焼成開始後におけるパレット台車１４上の焼結原料の層を焼結ベッド又は焼結層と称する。焼成途中の焼結ベッドには、焼結完了帯と、燃焼・溶融帯と、湿潤帯と、が含まれる。焼結完了帯は、焼結原料が焼き切られて塊成化が完了した、焼結ベッドの最上層である。燃焼・溶融帯は、焼結完了帯の下方に位置する。燃焼・溶融帯は、焼結原料中のコークスが燃焼し、焼結原料の鉄鉱石が部分的に溶融している層である。湿潤帯は、焼結ベッドの最下層であり、燃焼前の焼結原料のみからなる。
【００３６】
また、レール１３３上を給鉱部１１から排鉱部１２に向かうパレット台車１４の経路を往路と称し、レール１３４上を排鉱部１２から給鉱部１１に向かうパレット台車１４の経路を復路と称する。往路において、給鉱部１１側を上流、排鉱部１２側を下流という。本実施形態の往路には、焼結ベッドの焼成を進行させる焼成ゾーン１６と、焼成ゾーン１６を通過した後の焼結ベッドを冷却する冷却ゾーン１７と、が設けられている。
【００３７】
（風箱）
複数の風箱１５は、往路に設けられている。より詳細には、複数の風箱１５は、レール１３３の下方において、レール１３３に沿って配列されている。各風箱１５内の圧力は、大気圧よりも低い圧力（負圧）に設定されている。各風箱１５は、往路を走行中のパレット台車１４の上方の空気を吸引して、焼結ベッドへの通気を行う。これにより、焼結完了帯が冷却されるとともに、燃焼・溶融帯におけるコークスの燃焼が促進される。
【００３８】
［装入装置］
装入装置２０は、往路を走行するパレット台車１４に対し、焼結原料を装入する。装入装置２０は、焼結機本体１０の上方に設けられている。より詳細には、装入装置２０は、レール１３３の上方において、給鉱部１１側に設けられている。
【００３９】
装入装置２０は、床敷ホッパ２１と、サージホッパ２２と、を含む。床敷ホッパ２１は、パレット台車１４上に床敷鉱を供給する。サージホッパ２２は、パレット台車１４の走行方向において、床敷ホッパ２１の下流に配置されている。サージホッパ２２は、パレット台車１４上に焼結原料を供給する。
【００４０】
［点火炉］
点火炉３０は、往路に設けられている。より詳細には、点火炉３０は、レール１３３の上方において、給鉱部１１側に設けられている。点火炉３０は、パレット台車１４の走行方向において、装入装置２０の下流に配置されている。点火炉３０は、往路を走行するパレット台車１４上の原料ベッドに点火する。
【００４１】
［排ガス循環装置］
排ガス循環装置４０は、風箱１５が吸引した空気の一部を焼結ベッドに循環供給する。排ガス循環装置４０は、排風ダクト４１と、循環フード４２，４３と、循環ダクト４４と、ボイラ４５と、ファン４６と、を有する。
【００４２】
排風ダクト４１には、冷却ゾーン１７に配置された各風箱１５が接続されている。循環フード４２は、焼成ゾーン１６に配置される。循環フード４３は、冷却ゾーン１７に配置される。循環ダクト４４は、ボイラ４５及びファン４６を介して、排風ダクト４１と焼成ゾーン１６の循環フード４２とを接続する。冷却ゾーン１７の風箱１５が吸引した空気（排ガス）は、排風ダクト４１及び循環ダクト４４によって焼成ゾーン１６の循環フード４２内に供給される。図示を省略するが、冷却ゾーン１７の循環フード４３内にも、排風ダクト４１及び循環ダクト４４を介し、風箱１５からの排ガスが供給される。
【００４３】
［冷却供給装置］
冷媒供給装置５０は、焼結機本体１０の上方に設けられている。より詳細には、冷媒供給装置５０は、レール１３３の上方において、循環フード４２と循環フード４３との間に配置されている。冷媒供給装置５０は、循環フード４２と循環フード４３との間から露出した焼結ベッドに対し、冷媒を供給する。この冷媒として、特に限定されるものではないが、例えば水等を用いることができる。
【００４４】
図２は、冷媒供給装置５０の正面である。図２に示すように、冷媒供給装置５０は、供給管５１と、複数のノズル５２と、を有する。供給管５１は、パレット台車１４の幅方向（無端軌道１３の幅方向）に延びている。供給管５１には、冷媒が供給される。複数のノズル５２は、供給管５１から下方に延びている。各ノズル５２は、供給管５１に供給された冷媒をパレット台車１４上の焼結ベッドに向かって放出する。
【００４５】
［溝形成装置］
図１に戻り、溝形成装置６０は、パレット台車１４上の原料ベッドに溝を形成するための装置である。溝形成装置６０は、焼結機本体１０の上方に設けられる。溝形成装置６０は、パレット台車１４の走行方向において、点火炉３０の上流に配置されている。溝形成装置６０は、装入装置２０と点火炉３０との間に配置されている。
【００４６】
以下、図３から図５を参照しつつ、溝形成装置６０について詳細に説明する。
【００４７】
図３は、溝形成装置６０の正面図である。図３に示すように、溝形成装置６０は、少なくとも１つの侵入体６１と、軸部材６２と、スクレーパ６３と、少なくとも１つの位置調整機構６４と、少なくとも１つの押圧機構６５と、を有する。本実施形態において、溝形成装置６０は、複数の侵入体６１を有する。溝形成装置６０には、複数の侵入体６１に対応して、それぞれ複数の位置調整機構６４及び押圧機構６５が設けられている。
【００４８】
（侵入体及び軸部材）
複数の侵入体６１は、パレット台車１４の幅方向（無端軌道１３の幅方向）に沿って並んでいる。本実施形態において、各侵入体６１は、円板状をなす。ただし、侵入体６１の形状は、これに限定されるものではない。侵入体６１は、棒状体であってもよいし、円板以外の板状体であってもよい。本実施形態において、円板状の各侵入体６１は、その厚み方向がパレット台車１４の幅方向と一致するように配置されている。侵入体６１の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、鋼である。
【００４９】
侵入体６１は、軸部材６２の中心線（回転軸）６２１周りに回転する。軸部材６２は、パレット台車１４の幅方向に並ぶ複数の侵入体６１を貫通している。侵入体６１及び軸部材６２は、相対回転可能であってもよいし、一体的に回転してもよい。侵入体６１は、回転しない棒状体又は板状体であってもよい。侵入体６１が回転しない場合、軸部材６２は不要である。
【００５０】
図４は、図３に示す溝形成装置６０の部分拡大図である。図４に示すように、円板状の侵入体６１は、貫通孔６１１を有する。侵入体６１及び軸部材６２が相対回転する場合、軸部材６２は、貫通孔６１１の周縁との間に隙間を空けて、貫通孔６１１に挿入される。貫通孔６１１の周縁と軸部材６２との間には、軸受が設けられていてもよい。侵入体６１及び軸部材６２が一体回転する場合、侵入体６１及び軸部材６２が一体形成されてもよいが、径方向の凹凸によって侵入体６１及び軸部材６２の相対回転を規制してもよい。この場合、侵入体６１は、軸部材６２と一体回転する一方、パレット台車１４の幅方向において軸部材６２と相対移動可能となる。
【００５１】
侵入体６１は、パレット台車１４上の原料ベッドＲに侵入して溝Ｇを形成する。より詳細には、侵入体６１の外周部６１２が原料ベッドＲに侵入する。外周部６１２は、内周側から外周側に向かって厚みが徐々に小さくなるよう形成されている。この場合、外周部６１２の両表面は、例えば、外周側に向かうにつれて互いに近づく傾斜面又は円弧面となる。ただし、外周部６１２の両表面は、平行に延びていてもよい。すなわち、外周部６１２は、内周側から外周側に向かって一定の厚みを有することもできる。
【００５２】
侵入体６１の径方向における外周部６１２の長さは、特に限定されるものではないが、例えば、５０ｍｍ〜２５０ｍｍ程度とすることができる。侵入体６１の径方向に対して垂直な方向における外周部６１２の長さ（厚み）は、特に限定されるものではないが、例えば、４ｍｍ〜２０ｍｍ程度とすることができる。
【００５３】
外周部６１２には、好ましくは、耐摩耗性を向上させるための表面処理が施される。表面処理は、外周部６１２のみに施されていてもよいし、侵入体６１全体に施されていてもよい。表面処理は、侵入体６１の材質等に応じ、例えば、硬質クロムめっき等のめっき加工、硬化肉盛溶接、焼入れ等から適宜選択することができる。
【００５４】
（スクレーパ）
侵入体６１の両面上には、スクレーパ６３が配置されている。各スクレーパ６３は、侵入体６１を両側から挟むように配置されている。スクレーパ６３は、原料ベッドＲの上方において、侵入体６１の表面に接触する。
【００５５】
（位置調整機構）
位置調整機構６４は、侵入体６１ごとに設けられている。位置調整機構６４は、対応する侵入体６１の位置を、他の侵入体６１から独立して調整する。位置調整機構６４は、対応する侵入体６１について、パレット台車１４の幅方向における位置を調整する。また、位置調整機構６４は、対応する侵入体６１の上下方向の位置を調整することができる。
【００５６】
図４に示すように、位置調整機構６４は、位置調整部材６４１と、支持部材６４２と、規制部材６４３と、を有する。
【００５７】
位置調整部材６４１は、ねじ軸６４１ａと、ナット６４１ｂと、を有する。ねじ軸６４１ａは、パレット台車１４の幅方向に延びている。ねじ軸６４１ａは、ナット６４１ｂに挿入されている。すなわち、本実施形態の位置調整部材６４１は、ボールねじやすべりねじ等の公知の送りねじである。位置調整部材６４１がボールねじである場合は、ねじ軸６４１ａとナット６４１ｂとの間に複数の転動体（図示略）が配置される。ただし、位置調整部材６４１は、送りねじでなくてもよい。例えば、パレット台車１４の幅方向に延びるねじ無しのロッドと、このロッドに対して摺動可能に取り付けられたスリーブと、で位置調整部材６４１を構成することもできる。
【００５８】
支持部材６４２は、侵入体６１の両側に配置されている。侵入体６１は、軸部材６２の近傍部分で、２つの支持部材６４２によって挟持されている。これらの支持部材６４２は、位置調整部材６４１から垂下している。各支持部材６４２の上端部は、ナット６４１ｂに取り付けられる。２つの支持部材６４２の間には、スクレーパ６３が配置されている。
【００５９】
規制部材６４３は、位置調整部材６４１の下方に配置されている。規制部材６４３は、パレット台車１４の幅方向に延び、２つの支持部材６４２を貫通する。規制部材６４３は、軸周りに回転しないように固定されている。
【００６０】
上記のような構成により、位置調整機構６４は、侵入体６１をパレット台車１４の幅方向に適宜移動させることができる。位置調整部材６４１のねじ軸６４１ａを軸周りに回転させることにより、ねじ軸６４１ａに沿って、ナット６４１ｂがパレット台車１４の幅方向に移動する。侵入体６１は、支持部材６４２を介してナット６４１ｂと接続されているため、ナット６４１ｂとともにパレット台車１４の幅方向に移動する。規制部材６４３は、ねじ軸６４１ａの回転に伴い、ナット６４１ｂ、支持部材６４２、及び侵入体６１が連れ回りするのを規制する。
【００６１】
侵入体６１ごとに設けられた位置調整機構６４は、位置調整部材６４１及び規制部材６４３が互いに干渉しないよう、侵入体６１の周方向に位置をずらして配置することができる。位置調整部材６４１のねじ軸６４１ａは、侵入体６１ごとに設けられてもよいが、２つ以上の侵入体６１に対して共通で設けることもできる。同様に、規制部材６４３は、侵入体６１ごとに設けられてもよいが、２つ以上の侵入体６１に対して共通で設けることもできる。
【００６２】
（押圧機構）
図４を引き続き参照して、押圧機構６５は、侵入体６１が原料ベッドＲに溝Ｇを形成している間、原料ベッドＲの表面を押圧する。押圧機構６５は、侵入体６１と同様の材質で構成することができる。押圧機構６５は、押圧体６５１と、案内部材６５２とを含む。
【００６３】
押圧体６５１の形状は、特に限定されるものではないが、例えば板状である。押圧体６５１は、パレット台車１４の走行方向に延びるスリット６５１ａを有する。スリット６５１ａを介して、回転軸６２１周りに回転する侵入体６１の外周部６１２がパレット台車１４上の原料ベッドＲに挿入される。
【００６４】
図５は、溝形成装置６０の側面図である。図５に示すように、押圧体６５１は、押圧面６５１ｂと、周縁面６５１ｃと、を有する。押圧面６５１ｂ及び周縁面６５１ｃは、押圧体６５１の下面を構成し、原料ベッドＲの表面に対向する。
【００６５】
押圧面６５１ｂは、原料ベッドＲの表面に接触する。詳しくは後述するが、押圧面６５１ｂは、侵入体６１が形成する溝Ｇの両隣において、原料ベッドＲの表面を押圧する。押圧面６５１ｂは、押圧機構６５の自重によって、原料ベッドＲの表面を押圧することができる。押圧面６５１ｂの押圧力は、例えば、押圧体６５１上に錘を載置することによって調整することもできる。
【００６６】
周縁面６５１ｃは、原料ベッドＲに接触しないよう、押圧面６５１ｂから外側に向かって上昇する。周縁面６５１ｃは、好ましくは、押圧面６５１ｂを取り囲むように配置される。すなわち、押圧面６５１ｂの全周にわたって周縁面６５１ｃが設けられることが好ましい。ただし、周縁面６５１ｃは、押圧面６５１ｂの外周の一部に設けられていてもよい。例えば、パレット台車１４の走行方向において、押圧面６５１ｂの上流端側及び／又は下流端側のみに周縁面６５１ｃを設けることもできる。周縁面６５１ｃは、押圧体６５１の鉛直断面視で、傾斜面であってもよいし、円弧状の面であってもよい。
【００６７】
図５を引き続き参照して、侵入体６１の側方には、案内部材６５２が設けられている。本実施形態において、案内部材６５２は、侵入体６１の両側に設けられている。各案内部材６５２は、溝形成装置６０の側面視で、概ね逆Ｕ字状に形成されている。各案内部材６５２は、水平部６５２ａと、鉛直部６５２ｂ，６５２ｃと、を含む。
【００６８】
水平部６５２ａは、軸部材６２の上方において、パレット台車１４の走行方向に沿って延びている。鉛直部６５２ｂは、パレット台車１４の走行方向において、軸部材６２の上流側で上下方向に延びている。鉛直部６５２ｃは、パレット台車１４の走行方向において、軸部材６２の下流側で上下方向に延びている。鉛直部６５２ｂ，６５２ｃの各上端部は、水平部６５２ａに接続されている。鉛直部６５２ｂ，６５２ｃの各下端部は、押圧体６５１の上面６５１ｄに接続されている。
【００６９】
案内部材６５２の水平部６５２ａ及び鉛直部６５２ｂ，６５２ｃと、押圧体６５１とで区画された空間６５３に、軸部材６２が挿入されている。空間６５３の上下方向の長さは、軸部材６２の直径よりも大きい。このため、押圧機構６５は、軸部材６２、及び軸部材６２が挿入された侵入体６１に対して、相対的に昇降することができる。例えば、原料ベッドＲの層厚が変化したとき、押圧機構６５は、その自重によって昇降し、原料ベッドＲの表面に追従する。
【００７０】
次に、パレット台車１４上の原料ベッドＲのうち、押圧体６５１の押圧面６５１ｂによって押圧される領域について図６及び図７を参照しつつ説明する。図６において、侵入体６１を原料ベッドＲの表面に沿って切断した断面ＣＳ１、及び押圧体６５１の押圧面６５１ｂを示す。図７は、別の侵入体６１０及び押圧体６５１０を示す図である。図７において、侵入体６１０を原料ベッドＲの表面に沿って切断した断面ＣＳ２、及び押圧体６５１０の押圧面６５１０ｂを示す。
【００７１】
図６を参照して、侵入体６１は、回転軸６２１周りに回転しながら外周部６１２を原料ベッドＲに侵入させる。この外周部６１２は、内周側から外周側に向かって厚みが徐々に小さくなるよう形成されている。この場合、侵入体６１は、断面ＣＳ１で見て、パレット台車１４の走行方向における中心位置、つまり回転軸６２１の位置で幅（パレット台車１４の幅方向における長さ）が最大となる。侵入体６１のうち、断面ＣＳ１で見て幅が最大となる部分を最大幅部Ｗ１ｍａｘという。
【００７２】
押圧体６５１の押圧面６５１ｂは、侵入体６１（溝Ｇ）の両隣において、少なくとも、侵入体６１の上流端Ｅ１ｕから最大幅部Ｗ１ｍａｘまでの範囲Ａ１１で、原料ベッドＲの表面を押圧する。本実施形態では、押圧面６５１ｂは、侵入体６１の上流端Ｅ１ｕよりもさらに上流側に延び、原料ベッドＲの表面のうち、侵入体６１の上流端Ｅ１ｕから上流側の範囲Ａ１２も押圧する。押圧面６５１ｂは、侵入体６１の最大幅部Ｗ１ｍａｘよりも下流側に延び、さらに侵入体６１の下流端Ｅ１ｄよりも下流側に延びている。押圧面６５１ｂは、原料ベッドＲの表面のうち、侵入体６１の最大幅部Ｗ１ｍａｘから下流側の範囲Ａ１３も押圧する。
【００７３】
本実施形態では侵入体６１を回転させているが、侵入体６１を回転させず、原料ベッドＲに挿入した状態で固定することもできる。この場合は、パレット台車１４の走行方向において、押圧面６５１ｂの下流端の位置が侵入体６１の最大幅部Ｗ１ｍａｘの位置と一致するように、押圧体６５１を構成することが好ましい。すなわち、侵入体６１が固定されている場合、原料ベッドＲの表面のうち最大幅部Ｗ１ｍａｘよりも下流側の部分は、押圧面６５１ｂによって押圧されないことが好ましい。
【００７４】
図７に示すように、侵入体６１０は、断面ＣＳ２において一定の幅を有する。この場合、断面ＣＳ２で見て、侵入体６１０の全体が最大幅部Ｗ２ｍａｘとなる。押圧体６５１０の押圧面６５１０ｂは、侵入体６１０（溝Ｇ）の両隣において、少なくとも、侵入体６１０の上流端Ｅ２ｕから下流端Ｅ２ｄ（最大幅部Ｗ２ｍａｘの下流端）までの範囲Ａ２１で、原料ベッドＲの表面を押圧する。図７に示す例において、押圧面６５１０ｂは、侵入体６１０の上流端Ｅ２ｕよりもさらに上流側に延び、原料ベッドＲの表面のうち、侵入体６１の上流端Ｅ２ｕの上流側の範囲Ａ２２も押圧する。
【００７５】
押圧面６５１０ｂは、侵入体６１０の下流端Ｅ２ｄよりもさらに下流側で、原料ベッドＲの表面を押圧することもできる。ただし、侵入体６１０が原料ベッドＲに挿入した状態で固定される場合、侵入体６１０の下流端Ｅ２ｄよりも下流側では、押圧面６５１０ｂによって原料ベッドＲの表面を押圧しないことが好ましい。つまり、最大幅部Ｗ２ｍａｘの下流端の位置で、押圧面６５１０ｂによる原料ベッドＲの表面の押圧を終了させることが好ましい。
【００７６】
＜焼結機の作動＞
次に、上記のように構成された焼結機１の作動について説明する。
【００７７】
図１を再度参照して、焼結機１によって焼結鉱を生成する際、無端軌道１３の往路を走行するパレット台車１４に対して、装入装置２０が焼結原料を装入する。具体的には、装入装置２０の下方を通過するパレット台車１４に対し、床敷ホッパ２１が床敷鉱を供給し、この床敷鉱上に、サージホッパ２２が焼結原料を供給する。これにより、パレット台車１４上に原料ベッドＲが形成される。
【００７８】
パレット台車１４上の原料ベッドＲには、溝形成装置６０によって複数条の溝Ｇが形成される。図３及び図４を参照して、パレット台車１４が溝形成装置６０を通過するとき、各侵入体６１は、パレット台車１４上の原料ベッドＲに接触して、回転軸６２１周りに回転する。本実施形態では、各侵入体６１は、往路を移動する原料ベッドＲに接触することのみで、軸部材６２の周りに回転する。ただし、軸部材６２に接続された駆動装置（図示略）によって軸部材６２が回転することで、軸部材６２とともに各侵入体６１を回転させてもよい。侵入体６１が回転可能に構成されていない場合、侵入体６１の少なくとも一部を原料ベッドＲ内に挿入した状態で、侵入体６１を固定する。
【００７９】
各侵入体６１の外周部６１２が原料ベッドＲに侵入し、原料ベッドＲに溝Ｇが形成される。外周部６１２は、原料ベッドＲの焼結原料を押し分けながら溝Ｇを形成する。外周部６１２の厚みは、侵入体６１の内周側から外周側に向かって小さくなっているため、原料ベッドＲには、下方に向かって幅が小さくなる溝Ｇが形成される。図５に示すように、押圧体６５１の押圧面６５１ｂは、押圧機構６５の自重で原料ベッドＲの表面に追従し、外周部６１２が溝Ｇを形成している間、侵入体６１の両隣で原料ベッドＲの表面を押圧する。押圧面６５１ｂは、外周部６１２によって押し分けられた焼結原料が原料ベッドＲの表面に盛り上がってくるのを抑制する。
【００８０】
外周部６１２は、侵入体６１の回転軌跡の最下点に到達するまで焼結原料を押し広げ、最下点に到達したときに溝Ｇを完成させる。その後、外周部６１２は、完成した溝Ｇから抜けていく。外周部６１２は、侵入体６１の外周側に向かって先細りになっているため、溝Ｇの内面に接触しない。すなわち、侵入体６１の回転に伴って先細りの外周部６１２が上方に抜けることで、外周部６１２のうち溝Ｇの幅よりも小さい厚みの部分が溝Ｇを通過し、既に形成された溝Ｇの内面に外周部６１２が接触しない。溝Ｇから抜けた外周部６１２に焼結原料が付着している場合、この焼結原料は、スクレーパ６３（図３）によって外周部６１２から掻き落とされる。
【００８１】
原料ベッドＲに溝Ｇを形成する際、侵入体６１の表面を水等で湿らせることができる。これにより、焼結原料と侵入体６１との摩擦を低減させ、侵入体６１に対する焼結原料の付着を防止することができる。溝Ｇが形成された原料ベッドＲには、返鉱の発生を抑制するために炭素分を添加してもよい。
【００８２】
図１に戻り、パレット台車１４上の焼結原料は、溝形成装置６０によって溝Ｇが形成された後、点火炉３０によって点火される。これにより、焼結原料中のコークスが燃焼を開始する。
【００８３】
点火炉３０による点火の後、パレット台車１４は、焼成ゾーン１６を走行する。焼成ゾーン１６を走行している間、焼結原料中のコークスが燃焼し、鉄鉱石が部分的に溶融して焼結原料の塊成化が進行する。焼成ゾーン１６では、風箱１５による吸気により、コークスの燃焼が促進される。また、冷却ゾーン１７の風箱１５からの排ガスが循環フード４２内に供給されることで、コークスの燃焼が促進される。
【００８４】
焼結ベッドを積載して走行するパレット台車１４は、循環フード４２と循環フード４３との間、すなわち焼成ゾーン１６と冷却ゾーン１７との間で露出する。焼成ゾーン１６と冷却ゾーン１７との間では、パレット台車１４上の焼結ベッドが冷却される。本実施形態では、冷媒供給装置５０から、パレット台車１４上の焼結ベッドに冷媒が供給される。具体的には、侵入体６１によって形成された溝Ｇの各々に対し、冷媒供給装置５０の各ノズル５２（図２）から放出された冷媒が注入される。ノズル５２は、溝Ｇごと、つまり侵入体６１ごとに設けられている。ただし、ノズル５２の数及び配置は、これに限定されるものではない。
【００８５】
その後、パレット台車１４は、冷却ゾーン１７を走行する。冷却ゾーン１７では、風箱１５による吸気により、焼結ベッドの焼結完了帯及び燃焼・溶融帯が冷却される。冷却ゾーン１７の風箱１５からの排ガスは、焼結機本体１０の排ガス量を低減させるため、上述したように焼成ゾーン１６の循環フード４２に循環される。パレット台車１４が冷却ゾーン１７を走行している間に、焼結ベッドの焼結原料が焼き切られる。焼き切った後（焼成完了後）の焼結ベッドを焼結ケーキという。
【００８６】
パレット台車１４は、排鉱部１２側の従動スプロケットホイール１３２で折り返して復路を走行する。パレット台車１４が折り返すとき、焼結ケーキがパレット台車１４から排出される。焼結ケーキは、破砕機７０によって破砕され、冷却機８０によって冷却される。本実施形態では、焼結機本体１０の冷却ゾーン１７で焼結ベッドが冷却されているため、冷却機８０は簡素なものでよい。
【００８７】
＜実施形態の効果＞
本実施形態に係る焼結機１では、侵入体６１の外周部６１２により、パレット台車１４上の原料ベッドＲに溝Ｇが形成される。侵入体６１は、パレット台車１４上の原料ベッドＲに対し、その上流端Ｅ１ｕから原料ベッドＲに侵入して溝Ｇの形成を開始し、最大幅部Ｗ１ｍａｘで溝Ｇの形成を完了させる。押圧体６５１の押圧面６５１ｂは、侵入体６１（溝Ｇ）の両隣において、少なくとも、侵入体６１の上流端Ｅ１ｕから最大幅部Ｗ１ｍａｘまでの範囲Ａ１１で、原料ベッドＲの表面を押圧する。これにより、侵入体６１によって原料ベッドＲに溝Ｇが形成されている間、形成途中の溝Ｇの両側で、原料ベッドＲの表面が押圧されることになる。よって、溝Ｇの両側に焼結原料の隆起が発生するのを予防することができる。その結果、焼結原料の粒子の密度が小さい部分が生じにくくなり、返鉱の発生を抑制することができる。このように、本実施形態によれば、焼結原料に溝Ｇを形成して焼結原料の通気抵抗を低減させるとともに、返鉱の発生を抑制することができる。
【００８８】
本実施形態において、押圧面６５１ｂは、侵入体６１の上流端Ｅ１ｕよりもさらに上流側に延び、原料ベッドＲの表面のうち、侵入体６１の上流端Ｅ１ｕから上流側の範囲Ａ１２も押圧する。すなわち、押圧面６５１ｂは、侵入体６１が原料ベッドＲに侵入して溝Ｇの形成を開始する前に、原料ベッドＲの表面を押圧し始める。よって、溝Ｇの両側に焼結原料の隆起が発生するのをより確実に予防することができる。
【００８９】
本実施形態において、押圧体６５１は、軸部材６２及び侵入体６１に対し、相対的に昇降可能となっている。このため、原料ベッドＲの層厚が変化して原料ベッドＲの表面の高さが変動した場合であっても、押圧機構６５の自重で押圧面６５１ｂが原料ベッドＲの表面に追従する。よって、押圧面６５１ｂは、原料ベッドＲの層厚変化にかかわらず、原料ベッドＲの表面を確実に押圧することができる。
【００９０】
上述したように、侵入体６１，６１０が原料ベッドＲに挿入した状態で固定される場合、最大幅部Ｗ１ｍａｘ，Ｗ１ｍａｘの下流端よりも下流側では、押圧面６５１ｂ，６５１０ｂが原料ベッドＲの表面を押圧しないことが好ましい。これにより、押圧面６５１ｂ，６５１０ｂの押圧力で完成した溝Ｇが崩壊するのを防止することができる。
【００９１】
本実施形態では、押圧面６５１ｂの周囲に周縁面６５１ｃが設けられている。周縁面６５１ｃは、押圧面６５１ｂから外側に向かって上昇する。このため、押圧体６５１の下面の端縁が原料ベッドＲに接触せず、原料ベッドＲの表面が荒れるのを防止することができる。
【００９２】
本実施形態では、パレット台車１４上の原料ベッドＲに対し、点火前に溝Ｇを形成している。よって、点火炉３０が原料ベッドＲの焼結原料に点火し、パレット台車１４が焼成ゾーン１６を通過するとき、パレット台車１４の周囲の空気は、予め形成されている溝Ｇから焼結ベッドに流入する。焼結ベッドのうち、溝Ｇが形成されている部分は、溝Ｇが形成されていない部分と比較して層高が小さく、通気圧損が小さいため、多くの空気を吸い込むことになる。溝Ｇに吸い込まれた空気は、焼結ベッド内で溝Ｇの周囲にも拡散していく。よって、焼結原料に含まれるコークスの燃焼が促進され、焼成速度を向上させることができる。
【００９３】
また、本実施形態に係る焼結機１では、パレット台車１４が焼成ゾーン１６を通過した後、このパレット台車１４上の焼結ベッドが冷却される。焼結ベッドに溝Ｇが形成されていることにより、焼結ベッドの冷却を促進することができる。
【００９４】
図８から図１０において、点火炉３０から排鉱部１２まで走行するパレット台車１４上の焼結層について、その反応状態を示す。図８は、本実施形態に係る焼結機１以前の焼結機で形成される焼結層ＳＬａの縦断面図である。図９及び図１０は、本実施形態に係る焼結機１で形成される焼結層ＳＬｂ，ＳＬｃの縦断面図である。図９は、冷媒供給装置５０による冷媒供給を実施しない場合の焼結層ＳＬｂ、図１０は、冷媒供給装置５０による冷媒供給を実施した場合の焼結層ＳＬｃを示す。
【００９５】
図８から図１０に示すように、点火炉３０によって焼結原料に点火された後、パレット台車１４が排鉱部１２に向かって走行している間に、焼結層ＳＬａ，ＳＬｂ，ＳＬｃの表面からグレート面（パレット台車１４のグレートバーの上面）に向かって焼成が進行する。焼成の進行につれて、燃焼・溶融帯が徐々に下方に移動していく。ここで、燃焼・溶融帯の下側の境界線Ｌ１がグレート面に到達する点を燃焼前線到達点ＦＦＰ、燃焼・溶融帯の上側の境界線Ｌ２がグレート面に到達する点を焼結完了点ＢＴＰと定義する。
【００９６】
従来の焼結機は、溝形成装置６０を有しない。このため、従来の焼結機の焼結層ＳＬａに溝Ｇは存在しない。従来の焼結機（図示略）は、循環フードの中間に大気を吸い込むためのゾーンが存在せず、高温の循環ガスを一様に焼結層に供給するようになっている。このため、冷却ゾーンであっても、２００℃程度の高温ガスが焼結層に供給される。よって、燃焼・溶融帯の層高（厚み）が大きくなり、通ガスの圧力損失が高くなっていた。これに対し、本発明者等は、焼成ゾーン１６の循環フード４２と、冷却ゾーン１７の循環フード４３との間に、大気を吸い込むためのゾーンを設けた焼結機を上記特許文献５において提案した。図８は、特許文献５で提案された焼結機で形成される焼結層ＳＬａの縦断面図を示したものである。
【００９７】
焼結層ＳＬａにおいて、高温の燃焼・溶融帯の厚みが大きくなると、溶融した部分が閉気孔となり、ガスの通路が閉塞されてしまう。その結果、焼結層ＳＬａにおける通ガスの圧力損失が高くなってしまうという問題があった。よって、燃焼・溶融帯の厚みが適切な厚みよりも大きくならないように、焼結機を操業する必要がある。しかしながら、図８のように、焼結ストランド上で焼結層ＳＬａを冷却するタイプの焼結機では、焼成ゾーン１６と冷却ゾーン１７とが連続しているため、冷却ゾーン１７のみパレット台車１４の走行速度を遅くして冷却を促進することができないという問題があった。よって、焼成速度及び冷却速度のうち、どちらか遅い方の速度にパレット台車１４の走行速度を合わせて運転せざるを得ず、燃焼・溶融帯の厚みが大きくなったりするため、パレット台車１４の走行速度を落として生産能率を落とさざるを得ない操業となっていた。図８に示す焼結層ＳＬａでは、冷却ゾーン１７においても燃焼・溶融帯が層高方向に広がっている。そのため、焼結層ＳＬａにおける閉気孔の生成がまだ多い場合、つまり通ガスの圧力損失が高い場合、さらなる冷却促進が必要である。閉気孔が生成されて凝固してしまうと、それ以降、閉気孔の生成部分で温度が下がっても、当該部分の通気抵抗は高いままである。図８において、燃焼・溶融帯より上方の相は、全て凝固した焼結完了帯である。したがって、燃焼・溶融帯の厚みを小さくすることが重要である。
【００９８】
一方、本実施形態に係る焼結機１は、溝形成装置６０を有している。このため、図９及び図１０に示すように、焼結機１の焼結層ＳＬｂ，ＳＬｃには、予め形成された溝Ｇが存在する。焼結機１によれば、焼結層ＳＬｂ，ＳＬｃの通気抵抗改善及び冷却促進に関し、溝形成装置６０によって溝Ｇを形成した上で、水等の冷媒を注入するという２段階の対応が可能となる。
【００９９】
図９において、本実施形態に係る焼結機１の焼結層ＳＬｂにおける燃焼・溶融帯の境界線Ｌ１，Ｌ２を実線で、従来の焼結機の焼結層ＳＬａにおける燃焼・溶融帯の境界線Ｌ１，Ｌ２を破線で示す。図９に示すように、焼結機１の焼結層ＳＬｂでは、従来の焼結機の焼結層ＳＬａと比較して、燃焼前線到達点ＦＦＰ及び焼結完了点ＢＴＰが焼成ゾーン１６側に移動している。すなわち、焼結機１の場合、冷却ゾーン１７における燃焼・溶融帯の層高が従来の焼結機よりも小さくなっている。これは、溝Ｇを介して大気が燃焼・溶融帯に到達しやすくなった結果、焼成ゾーン１６と冷却ゾーン１７との間での焼結層の冷却が促進されたことによる。
【０１００】
また、焼結機１の焼結層ＳＬｂは、従来の焼結機の焼結層ＳＬａと比較し、焼成ゾーン１６における燃焼・溶融帯の層高も減少している。焼成ゾーン１６においても、溝Ｇを介して焼結層ＳＬｂに多くの空気が流入し、焼成速度が大きくなったためである。
【０１０１】
このように、本実施形態に係る焼結機１は、焼結層ＳＬｂに溝Ｇを形成することにより、燃焼・溶融帯の層高を減少させ、焼結層ＳＬｂの通気性を向上させることができる。通気性が向上すると、焼成速度及び冷却速度が大きくなるため、焼結鉱の生産性を向上させることができる。
【０１０２】
さらに、焼成ゾーン１６と冷却ゾーン１７との間で溝Ｇに水等の冷媒を供給した場合、冷却ゾーン１７における燃焼・溶融帯の層高がさらに小さくなる。図１０において、本実施形態に係る焼結機１について、冷媒が供給される焼結層ＳＬｃの燃焼・溶融帯の境界線Ｌ２を実線で、冷媒が供給されない焼結層ＳＬｂの燃焼・溶融帯の境界線Ｌ２を破線で示す。
【０１０３】
図１０に示すように、焼結層ＳＬｃの焼結完了点ＢＴＰは、焼結層ＳＬｂと比較して焼成ゾーン１６側に移動している。焼結層ＳＬｃでは、焼成ゾーン１６と冷却ゾーン１７との間で冷媒が溝Ｇに供給された後、燃焼・溶融帯の層高が急激に小さくなり、冷却ゾーン１７においては燃焼・溶融帯がほとんど存在しない。これにより、焼結層ＳＬｃの通気性がさらに向上して冷却速度が大きくなる。よって、焼結鉱の生産性をより高めることができる。
【０１０４】
なお、本実施形態において、溝Ｇにカルシウム分を供給してもよい。例えば、生石灰や消石灰等の微粉、又はカルシウムを含有するダスト類を気流に乗せて、溝Ｇに供給することができる。これにより、燃焼・溶融帯の表面の塩濃度が高くなるとともに当該表面が冷却されるため、溶融液の凝固を促進することができる。
【０１０５】
以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【０１０６】
上記実施形態において、焼結機本体１０には、焼成ゾーン１６及び冷却ゾーン１７が設けられているが、冷却ゾーン１７が設けられていなくてもよい。つまり、焼結機本体１０は、焼結原料を焼き切って焼結鉱を生成した後、この焼結鉱を冷却することなく排出してもよい。
【０１０７】
上記実施形態では、焼結機１が冷媒供給装置５０を備えているが、冷媒供給装置５０を備えていなくてもよい。上述したように、冷媒供給装置５０から溝Ｇに冷媒を供給しない場合であっても、焼結層において良好な通気性を確保することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１：焼結機
１３：無端軌道
１４：パレット台車
１６：焼成ゾーン
１７：冷却ゾーン
３０：点火炉
６０：溝形成装置
６１：侵入体
６５１：押圧体
６５１ｂ：押圧面
６５１ｃ：周縁面
【図１】
2020085275.tif 000003
【図２】
2020085275.tif 000004
【図３】
2020085275.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020085275.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020085275.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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