(57)【要約】【課題】二段装入二段点火焼結法において、ＮＯｘの生成を低減させる焼結鉱の製造方法を提供すること。【解決手段】ドワイトロイド（ＤＬ）式焼結機を構成するパレットに、下段層１０を形成し、下段層１０の上部から点火し、下方から空気を吸引することにより下段層１０の焼結を開始し、点火後の下段層１０上に、上段層２０を形成し、上段層２０に点火し、下方から空気を吸引することにより上段層２０の焼結を開始し、その後も下方から空気を吸引することにより、上段層２０および下段層１０を焼結する二段装入二段点火焼結法による焼結鉱の製造方法であって、含鉄原料、副原料、カーボン系凝結材を混合し一括して造粒し、配合原料とした後に、配合原料を、下段層厚ｈ１／上段層厚ｈ２＝０．７〜０．９となるように分配して下段層１０および上段層２０を形成する。【選択図】図２
2020007577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドワイトロイド（ＤＬ）式焼結機を構成するパレットに、
含鉄原料、副原料、カーボン系凝結材を混合して造粒した第１の配合原料を供給して下段層を形成し、
前記下段層の上部から点火し、下方から空気を吸引することにより前記下段層の焼結を開始し、
点火後の前記下段層上に、含鉄原料、副原料、カーボン系凝結材を混合して造粒した第２の配合原料をさらに供給して上段層を形成し、
前記上段層に点火し、下方から空気を吸引することにより前記上段層の焼結を開始し、
その後も下方から空気を吸引することにより、前記上段層および前記下段層を焼結する二段装入二段点火焼結法による焼結鉱の製造方法であって、
前記下段層および前記上段層は、前記含鉄原料、前記副原料、前記カーボン系凝結材を混合し一括して造粒し、配合原料とした後に、前記配合原料を、前記第１の配合原料と前記第２の配合原料に分配し、下段層厚ｈ１／上段層厚ｈ２＝０．７〜０．９とされていることを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結鉱の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、高炉製銑の主原料は、焼結鉱である。この焼結鉱は、通常、次のように製造される。まず、原料となる鉄鉱石（粉）、返鉱、製鋼ダスト等の含鉄原料、酸化ケイ素等を含むフラックス、ＣａＯを含む石灰等の副原料、燃料であり燃焼熱によって焼結鉱を焼結（凝結）させる凝結材である炭材を所定の割合で混合し、混合物を、造粒して配合原料とする。次に、造粒された配合原料を、ホッパより下方吸引式のドワイトロイド（ＤＬ）式焼結機のパレット上に原料充填層を形成するように載置し、載置した原料充填層に上部（表面層）から原料充填層中の炭材に点火する。そして、パレットを連続的に移動させながらパレットの下方から空気を吸引することにより酸素を供給し、原料充填層中の炭材の燃焼が上部から下部に向けて進行することにより、炭材の燃焼熱により順次焼結させる。得られた焼結部（シンターケーキ）は、所定の粒度に粉砕、篩分け等により整粒して高炉製銑の原料である焼結鉱となる。
【０００３】
このようなＤＬ式焼結機による焼結鉱の製造方法において、原料充填層の形成と点火を二段以上の多段で行う多段装入多段点火焼結法が提案されている。
多段装入多段点火焼結法は、配合原料を焼結機の層高方向に順次に積荷して多段の原料充填層を形成するとともに下方から空気を吸引することにより各原料層表面に点火し、各層の焼結反応を多発的に進行させて焼結する方法である。
【０００４】
二段で装入し、二段で点火する二段装入二段点火焼結法について図１により説明する。
最初に、焼結鉱製造用の配合原料を造粒するために、別系統で、含鉄原料に、副原料、炭材である粉コークス等のカーボン系凝結材を添加し、水分を加え、第１のドラムミキサー１Ａ、第２のドラムミキサー２Ａによりそれぞれ造粒する。
第１のドラムミキサー１Ａにより造粒された第１の配合原料を第１のホッパ１Ｂにより、図示を省略しているが床敷鉱を敷きつめたパレット上に装入し、下段層１０を形成する。
パレット上に形成された下段層１０は、パレットを下流方向５へ移動させることにより、第１の点火器１Ｃ下まで移動し、上部から第１の点火器１Ｃにより燃料のカーボン系凝結材に点火し、図示を省略したパレット下の風箱を用いて、下方から空気を吸引する下方吸引６により、下段層燃焼帯１０Ａが形成され、下段層１０の焼結が開始される。
焼結が開始された下段層１０は、下段層燃焼帯１０Ａが下降しつつ焼結が進行し、さらに、第２のホッパ２Ｂ下まで移動する。そして、第２のドラムミキサー２Ａにより造粒された第２の配合原料を、第２のホッパ２Ｂにより点火後の下段層１０上に装入し、上段層２０を形成する。
形成された上段層２０の上部から第２の点火器２Ｃにより燃料のカーボン系凝結材に点火し、下方吸引６により、上段層燃焼帯２０Ａが形成され、上段層２０の焼結が開始される。焼結が進行するに従い下降していく下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａの最下部を、それぞれの燃焼帯の燃焼前線と呼ぶ。
その後も下方吸引６を行うことにより下段層１０、上段層２０のそれぞれの下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａが下降して焼結が進行し、下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａがそれぞれの層の最下部まで到達すると、カーボン系凝結材の燃焼による焼結が終了し、焼結部３となる。焼結部３は、カーボン系凝結材の燃焼後も余熱により焼結が進行するが、最終的に焼結が完了した焼結部３は、パレット終端より排鉱される。
【０００５】
ところで、焼結鉱の製造においては、炭材であるコークス中に含まれる窒素と、下方吸引される空気中の酸素との反応等により生成したＮＯｘが、焼結後の排ガスに含まれる。ＮＯｘは、大気汚染の原因であるので、大気に放出する前に排ガスから除くか、そもそも排ガス中に含まれないよう、焼結後のＮＯｘの残留を抑える必要がある。
【０００６】
従来より、焼結後の排ガス中のＮＯｘ低減手段として、焼結前に粉コークスを生石灰・消石灰で被覆する方法が知られている（特許文献１）。しかしながら、生石灰・消石灰は高価であるとともに、製鉄所によっては配合量に制約がある。
【０００７】
特許文献２には、多段装入多段点火焼結法は、各層の原料の供給比率を変えることができるため、上段層２０と下段層１０の粒度差から生じる通気性阻害等による焼結歩留の低下をカバーでき、歩留が向上し、排ガス量を削減する利点を有する旨記載されている。
しかし、特許文献２には、ＮＯｘの生成、あるいは低減について、なんら記載も示唆もされていない。
【０００８】
特許文献３では、多段装入多段点火焼結法により、焼結排ガスＮＯｘを低減できるとしている。ＮＯｘ低減機構については、以下のとおりである。
１．下段層１０の焼結は、低酸素濃度における炭材燃焼のため、ＮＯｘ転換率（炭材に含有されている窒素が燃焼時にＮＯｘとして放出される比率）が低下する。
２．上段層２０の焼結時に生成したＮＯｘが、下段層燃焼帯１０Ａで分解される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−１７２０６７号公報
【特許文献２】特開昭４７−２６３０４号公報
【特許文献３】特開昭５３−４８９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献３に記載されるように、多段装入多段点火焼結法によれば、それだけで下段層１０から排出される最終的な排ガス中のＮＯｘはある程度低減される。しかしながら、環境負荷を抑えるためには、この排ガス中のＮＯｘをさらに低減させ、排ガス処理に必要な処理工程やエネルギーを減少させることが望まれている。
【００１１】
本発明は、カーボン系凝結材に被覆等の特段の処理を施さず、焼結排ガス中のＮＯｘ排出量をさらに低減できる、二段装入二段点火焼結法による焼結鉱の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、その要旨とするところは、以下のとおりである。
【００１３】
ドワイトロイド（ＤＬ）式焼結機を構成するパレットに、
含鉄原料、副原料、カーボン系凝結材を混合して造粒した第１の配合原料を供給して下段層を形成し、
前記下段層の上部から点火し、下方から空気を吸引することにより前記下段層の焼結を開始し、
点火後の前記下段層上に、含鉄原料、副原料、カーボン系凝結材を混合して造粒した第２の配合原料をさらに供給して上段層を形成し、
前記上段層に点火し、下方から空気を吸引することにより前記上段層の焼結を開始し、
その後も下方から空気を吸引することにより、前記上段層および前記下段層を焼結する二段装入二段点火焼結法による焼結鉱の製造方法であって、
前記下段層および前記上段層は、前記含鉄原料、前記副原料、前記カーボン系凝結材を混合し一括して造粒し、配合原料とした後に、前記配合原料を、前記第１の配合原料と前記第２の配合原料に分配し、下段層厚ｈ１／上段層厚ｈ２＝０．７〜０．９とされていることを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
上段層２０と下段層１０の層厚比を適正化すれば、二段装入二段点火焼結法における焼結中、焼結機の機長方向のほぼ全域に上下段二本の燃焼帯（下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａ）が同時に存在することが可能となり、焼結排ガス中のＮＯｘ排出量が低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】二段装入二段点火焼結法に使用するＤＬ式焼結機の概要図。
【図２】本発明の、一括造粒を前提とした二段装入二段点火焼結法を示す図。
【図３】一段装入一段点火の排ガス組成推移を示す図。
【図４】二段装入二段点火の排ガス組成推移を示す図。
【図５】燃焼前線の経時変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、ドワイトロイド（ＤＬ）式焼結機を構成するパレットに、含鉄原料、副原料、カーボン系凝結材を混合して造粒した第１の配合原料を供給して下段層１０を形成し、下段層１０の上部から点火し、下方から空気を吸引することにより下段層１０の焼結を開始し、点火後の下段層１０上に、含鉄原料、副原料、カーボン系凝結材を混合して造粒した第２の配合原料をさらに供給して上段層２０を形成し、上段層２０に点火し、下方から空気を吸引することにより上段層の焼結を開始し、その後も下方から空気を吸引することにより、上段層２０および下段層１０を焼結する二段装入二段点火焼結法による焼結鉱の製造方法である。
【００１７】
本発明の二段装入二段点火焼結法においては、図２に示したように、下段層１０および上段層２０の形成は、まず、含鉄原料、副原料、カーボン系凝結材を混合し一括してドラムミキサー１で造粒して造粒物とする。その後に、この一括して造粒された同じ造粒物を分割し、下段層厚ｈ１と上段層厚ｈ２が所定の比となるように第１および第２の配合原料に分配する。すなわち、下段層１０を形成する第１の配合原料、上段層２０を形成する第２の配合原料は、実質的に均質で、同一の配合原料である。
下段層１０と上段層２０を形成する配合原料として、一括造粒された均一で同じ原料をそれぞれに分配することにより、図１のように、第１のドラムミキサー１Ａおよび第２のドラムミキサー２Ａの二系統で造粒を行う必要がなくなる。すなわち、図２に示したように、ドラムミキサー１等の造粒機を一系統あるいは一つの造粒機にすることができる。また、詳細には後述するが、下段層厚ｈ１と上段層厚ｈ２の比を所定のものとし、下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａを、同時に存在させるためにも、下段層１０と上段層２０を形成する配合原料は同一であることが必要である。
【００１８】
この本発明の二段装入二段点火焼結法における、下段層１０を形成する第１の配合原料、上段層２０を形成する第２の配合原料は、上記のように同じ材料を所定の量ずつに分割し、各層を形成するように分配したものである。この第１および第２の配合原料は、鉄鉱石、返鉱、製鋼ダスト等の含鉄原料に、石灰、フラックス等の副原料、粉コークス、無煙炭等のカーボン系凝結材を燃焼用の炭材として添加して造粒したものである。含鉄原料は、ヘマタイト、マグネタイト等の酸化鉱の他にも、ゲーサイト等の水酸化物を含む鉄鉱石等、どのような鉄鉱石でも使用することができる。
【００１９】
発明者らは、種々検討した結果、二段装入二段点火焼結法におけるＮＯｘ低減効果を最大限引き出せる条件を見出した。次に、図２のように下段層厚ｈ１と上段層厚ｈ２の比を所定のものとした経緯について詳細に説明する。
【００２０】
多段装入多段点火焼結法による排ガス中のＮＯｘの低減は、上段層燃焼帯２０Ａで生成した排ガス中のＮＯｘが、下段層燃焼帯１０Ａで分解されることによる。そのため、ＤＬ式焼結機の機長方向の各位置において、層高方向に２ヶ所の燃焼帯（下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａ）が時間的には同時に、空間的には層高方向に重複して存在すれば、下段層１０から排出される排ガス中のＮＯｘが低減される。言い換えると、上段層燃焼帯２０Ａの真下に下段層燃焼帯１０Ａが存在すればよい。
従って、ＤＬ式焼結機の機長方向において、層高方向に下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａが重複して存在する機長方向の領域を拡大する重要性に着目した。
【００２１】
下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａが層高方向に重複して存在する焼結条件を検討するため、風速一定鍋試験（１．３Ｎｍ３／ｍｉｎ）において、一段装入一段点火した場合と、二段装入二段点火した場合の、排ガス組成の時間推移を測定した。一段装入一段点火において層厚は４８０ｍｍとし、二段装入二段点火においては、下段層厚ｈ１を一段装入一段点火の層厚と同じ４８０ｍｍとし、その上の上段層厚ｈ２を３６０ｍｍとした。すなわち、図４において、下段層１０と上段層２０の合計層厚は８４０ｍｍである。ここで、下段層１０と上段層２０を形成する際に、下段層１０を形成する第１の配合原料、上段層２０を形成する第２の配合原料は、まとめて一括で造粒し、一括で造粒した均一で同じ配合原料を必要量ずつ分配して使用した。結果を図３、４に示した。
【００２２】
図３は、一段装入一段点火の排ガス組成推移、図４は、二段装入二段点火の排ガス組成推移を示す。図３の経過時間０の時点における破線（補助線）は、原料充填層に点火したタイミングを示している。一方、図４の経過時間０の時点における破線（補助線）は、下段層１０に点火したタイミングを示し、経過時間１２ｍｉｎ弱の時点における破線（補助線）は、上段層２０に点火したタイミングを示している。
【００２３】
ＮＯｘ濃度の変化に注目すると、図３に示した一段装入一段点火については、炭材である粉コークスの燃焼が終了した経過時間３０ｍｉｎ程度までほぼ一定値で推移する。粉コークスの燃焼が終了したことは、排ガス組成中のＣＯ２濃度が落ち込むことで判断できる。
【００２４】
一方、図４に示した二段装入二段点火では、最初、下段層１０の点火後、経過時間０から１２ｍｉｎ程度まで、一段装入一段点火と同様の水準（排ガス組成中のＣＯ２の濃度として１４から１６％程度）で排ガス組成中のＣＯ２濃度が推移する。その後、経過時間１２ｍｉｎ弱の時刻に上段層２０に点火すると、この直後からＣＯ２濃度が急激に増加し、経過時間３２ｍｉｎ程度の時点まで、上段層２０点火前までのＣＯ２の水準（排ガス組成中のＣＯ２の濃度として１４から１６％程度）よりも、排ガス組成中のＣＯ２濃度が１０％以上高い水準で推移している。
【００２５】
上段層２０の点火後、排ガス組成中のＣＯ２濃度が上昇するのは、下段層１０の焼結が進行すると同時に、上段層２０の焼結も進行しているため、各々の層で発生するＣＯ２が合計されるためである。すなわち、上段層２０に点火した時点である経過時間約１２ｍｉｎ時点から３２ｍｉｎ時点までは、下段層１０の焼結と上段層２０の焼結は同時に進行するため、それぞれの燃焼帯である下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａは、同時に存在している。
【００２６】
下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａが同時に存在し始める、上段層２０への点火時刻（経過時間でいうと、下段層１０の点火時刻０から１２ｍｉｎ弱経過した時点）以降の排ガス組成中のＮＯｘ濃度が急激に低下する。すなわち、下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａが同時に存在することにより、ガス組成中のＮＯｘ濃度が減少する。
従って、層高方向に２ヶ所燃焼帯が存在することが重要であることが判る。
【００２７】
下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａが存在する時間は、それぞれ、下段層厚ｈ１／下段層１０の燃焼前線降下速度、上段層厚ｈ２／上段層２０の燃焼前線降下速度で求まる（以降、燃焼前線降下速度を「ＦＦＳ（Ｆｌａｍｅ  Ｆｒｏｎｔ  Ｓｐｅｅｄ）」という）。焼結全ストランドにおいて、二つの燃焼帯が上下段に重複して存在するには、上段層２０および下段層１０のＦＦＳを把握し、それに基づいて上段層厚ｈ２および下段層厚ｈ１の層厚比を適正化することが重要である結論に至った。
【００２８】
上段層２０および下段層１０のＦＦＳについて考慮した先行技術は無く、今回初めて見出した。
図５に風速一定（１．３Ｎｍ３／ｍｉｎ）条件下の鍋試験における燃焼前線の経時変化を示す。各層の層厚等の焼結条件は、図３、４と同様である。Ｃａｓｅ１は、一段装入一段点火、Ｃａｓｅ２、３は、二段装入二段点火焼結法を示している。図５において、Ｃａｓｅ１では、点火時刻を経過時間０とし、Ｃａｓｅ２、３では、下段層１０に点火した時刻を経過時間０としている。また、Ｃａｓｅ２、３について、それぞれの破線（補助線）で示されているのは、上段層燃焼帯２０Ａの点火タイミングである。図５中のそれぞれの直線の傾きが、それぞれの原料充填層のＦＦＳに相当する。
【００２９】
そこで、図５から得られたＦＦＳを表１に示す。上段層２０点火後の下段層１０のＦＦＳは、上段層２０の点火前の下段層１０のＦＦＳよりも低下し、上段層２０のＦＦＳに対して７５−８０％である結果を得た。
【００３０】
【表１】
2020007577.tif 000003
【００３１】
その後、原料粒度、炭材配合比を変更し、ＦＦＳを検討したが、第１および第２の配合原料が、一括造粒された均一で同じものである条件下では、上段層２０の点火後の下段層１０のＦＦＳは上段層２０のＦＦＳに対して７０−９０％に収まることが判明した。従って、下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａが同時に存在する時間帯（＝燃焼前線降下時間帯）を等しくするには、各々のＦＦＳに合わせ、下段層厚ｈ１を上段層厚ｈ２に比べ低く、上段層厚ｈ２の７０−９０％とすればよい。よって、本発明においては、図３〜５の知見をもとに、下段層厚ｈ１／上段層厚ｈ２＝０．７〜０．９とした。
【００３２】
通常の二段装入二段点火焼結法では、上段層厚ｈ２と下段層厚ｈ１は等しくすることが前提である。上段層厚ｈ２と下段層厚ｈ１の層厚比率について開示されている従来技術としては、わずかに、特開昭６２−１０９９３２号公報に、下段層厚ｈ１の比率を高く、上段層厚ｈ２：下段層厚ｈ１の比として、１：１〜１：１．２とすることが記載されているのみである。
【００３３】
上段層２０と下段層１０を形成する配合原料が異なると、下段層厚ｈ１を上段層厚ｈ２の７０−９０％としても、各々のＦＦＳが変化し、下段層燃焼帯１０Ａ、上段層燃焼帯２０Ａが存在する時間帯が等しくならない。
もちろん、下段層１０の点火後直ちに上段層２０を形成する第２の配合原料を装入・点火することが望ましい。ただ、下段層１０と上段層２０の点火時間のタイムラグ（下段層１０の点火完了から上段層２０の点火開始までの時間間隔）を０とすることは、現実的に不可能であるので、このタイムラグは２ｍｉｎ以内であれば、本発明の効果を損なわない。より好ましくは、タイムラグは１ｍｉｎ以内である。また、各々の層について点火開始から点火完了までの時間は、通常どおり、０．４〜１ｍｉｎとすることが好ましい。
本発明は、かかる知見に基づいて完成した。
【００３４】
なお、図２に示したドラムミキサー１による一括造粒は、アイリッヒミキサー（商品名）等の高速撹拌ミキサーでの一括造粒、パンペレタイザー等の皿型造粒機での一括造粒に置き換えることができる。あるいは、高速撹拌ミキサーと皿型造粒機を直列に並べて順次造粒し、造粒された均一な配合原料を下段層１０と上段層２０に分配してもよい。その場合、高速撹拌ミキサーと皿型造粒機の順序はどちらでもよい。高速撹拌ミキサーおよび／または皿型造粒機を採用すれば、撹拌力が高いので造粒強度が向上する。
【実施例】
【００３５】
ドワイトロイド（ＤＬ）式焼結機による焼結鉱の製造方法を模擬し、以下の条件のφ３００ｍｍの焼結鍋試験により、本発明の二段装入二段点火焼結法の効果を検証した。
【００３６】
１）原料配合
原料配合条件を表２に示す。
試験ケースは、一括造粒で二段装入二段点火を行うケースであり、造粒後に層厚に比して分割し、それぞれ第１の配合原料（下段層１０用）と第２の配合原料（上段層２０用）とした。なお、表２の赤鉄鉱Ａ、Ｄの銘柄の違い、褐鉄鉱Ｂ、Ｃの銘柄の違いは産地の違いによる。また、橄欖岩はフラックスを形成する。赤鉄鉱精鉱は、粒度０．１２５ｍｍ以下の微粉鉱である。
【００３７】
【表２】
2020007577.tif 000004
【００３８】
２）造粒方法
ドラムミキサー（直径６００ｍｍ、回転数２５ｒｐｍ）で４分間（ｍｉｎ）混合後水分を添加してさらにドラムミキサーで４分間（ｍｉｎ）処理した。水分は７．０％とした。
【００３９】
３）装入・点火方法
二段装入二段点火用に、直径３００ｍｍ、高さ３００ｍｍの円柱形の下段用鍋と上段用鍋の２本を準備した。それぞれ所定の層厚に第１の配合原料（下段層１０用）および第２の配合原料（上段層２０用）を装入しておく。まず下段に下段用鍋をセットして、１１００℃１分間（ｍｉｎ）点火した。点火終了後、直ちに上段用鍋を下段用鍋の上にセットして、１１００℃１分間（ｍｉｎ）点火した。ここで、下段層１０の点火終了から上段層２０の点火開始までに３０秒要した。
【００４０】
なお、各ケースで下段層１０、上段層２０の層厚が異なるが、点火は以下のように行った。
まず、第１の配合原料（下段層１０用）は、下段用鍋の上面より所定量分だけ低い位置が、原料充填層の上面となるように調整して下段層１０の点火を行った、そして、下段層１０の点火後、直ちに下段用鍋の上面まで原料を追加してから、予め、第２の配合原料（上段層２０用）を装入していた上段用鍋を載せて上段層２０に点火した。すなわち、下段層厚ｈ１は、下段層１０の点火前までに下段用鍋に装入した層厚であり、上段層厚ｈ２は、下段層１０の点火後に下段用鍋に追加した分と、上段用鍋に装入した分の和である。
吸引風量は、点火開始から１．３Ｎｍ３／ｍｉｎ一定とした。
【００４１】
４）焼結終了タイミングおよび焼結時間
下段層１０からの排ガス温度がピークとなった時刻から３分（ｍｉｎ）後に送風を停止し、焼結終了とした。焼結時間は、下段層１０に点火した時刻から下段層１０からの排ガス温度がピークとなった時刻までの所要時間とした。
【００４２】
５）ＮＯｘ評価方法
排ガスＮＯｘ濃度は、焼結排ガスを分取し分析計へ供して測定した。
排ガスＮＯｘ排出量の評価指標として（１）式で計算されるＮＯｘ転換率（ηＮＯ：１００×［排ガス中のＮＯｘ生成量／（排ガス中のＣＯおよびＣＯ２生成量）］／［窒素入量／（カーボン入量）］）を用いた。
ここで、排ガス中に含まれるＣＯおよびＣＯ２は点火ガス、粉コークスおよび石灰石由来とみなし、ＮＯｘは全て粉コークスに由来すると仮定して計算を行った。
【００４３】
ηＮＯ＝１００×［ＮＯｘ／（ＣＯ＋ＣＯ２）］／［ＮＣＯＫＥ／（ＣＬＰＧ＋ＣＣＯＫＥ＋ＣＣＬＳ）］・・・・・・（１）
【００４４】
ここで、
ηＮＯ   ：ＮＯｘ転換率（％）
ＮＯｘ   ：排ガスＮＯｘ（％）
ＣＯ     ：排ガスＣＯ（％）
ＣＯ２    ：排ガスＣＯ２（％）
ＮＣＯＫＥ  ：単位時間あたりの粉コークス由来の窒素入量（ｍｏｌ）
ＣＬＰＧ   ：単位時間あたりの点火ガス由来のカーボン入量（ｍｏｌ）
ＣＣＯＫＥ  ：単位時間あたりの粉コークス由来のカーボン入量（ｍｏｌ）
ＣＣＬＳ   ：単位時間あたりの石灰石由来のカーボン入量（ｍｏｌ）
【００４５】
６）試験水準
試験ケースを表３の上段に示す。すべてのケースで、一括造粒した後分割、各層を形成するように分配して二段装入二段点火した（図２）。
ケースの差異は、下段層厚ｈ１／上段層厚ｈ２の比率であり、
比較例１        下段層厚ｈ１／上段層厚ｈ２＝１．０
発明例１〜３    下段層厚ｈ１／上段層厚ｈ２＝０．９、０．８、０．７
比較例２        下段層厚ｈ１／上段層厚ｈ２＝０．６
焼結時の吸引風量は、点火開始から１．３Ｎｍ３／ｍｉｎ一定とした。
下段層１０からの排ガス温度がピークとなった時刻から３ｍｉｎ後に送風を停止し、焼結終了とした。
【００４６】
【表３】
2020007577.tif 000005
【００４７】
７）試験結果
試験結果を表３の下段に示す。
【００４８】
比較例１は、下段層厚ｈ１／上段層厚ｈ２が０．９を超えているので、下段層１０の燃焼前線降下時間帯が長くなりすぎ、上段層２０の燃焼前線降下時間帯との重複時間（上下段共に燃焼前線が降下している時間長さ（ａ））が短い。その結果、下段層燃焼帯１０Ａと、上段層燃焼帯２０Ａが層高方向に同時に存在する時間が短くなり、ＮＯｘ転換率が高くなった。
【００４９】
比較例２は、下段層厚ｈ１／上段層厚ｈ２が０．７を下回っているので、上段層２０の燃焼前線降下時間帯が長くなりすぎ、下段層１０の燃焼前線降下時間帯との重複時間（上下段共に燃焼前線が降下している時間長さ（ａ））が短い。その結果、下段層燃焼帯１０Ａと、上段層燃焼帯２０Ａが層高方向に同時に存在する時間が短くなり、ＮＯｘ転換率が高くなった。
【００５０】
これに対して、発明例１〜３は、上下段共に燃焼前線が降下している時間長さ（ａ）（ｍｉｎ）が長く、上段、下段の少なくとも一方の燃焼前線が降下している時間長さ（ｂ）（ｍｉｎ）に対する比が高い。その結果、ＮＯｘ転換率が低くなった。
以上より、上段下段の層厚比の適正化によって、上下段共に燃焼前線が降下している時間長さ（ａ）（ｍｉｎ）を長く取ることで、ＮＯｘ転換率を下げることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、二段装入二段点火焼結法において、ＮＯｘの生成を低減できるので、環境にやさしく、ＮＯｘ処理の負担を低減できるため、焼結鉱の製造方法の低コスト化が可能となるという特段の産業上の利用性を有する。
【符号の説明】
【００５２】
１…ドラムミキサー、１Ａ…第１のドラムミキサー、１Ｂ…第１のホッパ、１Ｃ…第１の点火器、１０…下段層、１０Ａ…下段層燃焼帯、２Ａ…第２のドラムミキサー、２Ｂ…第２のホッパ、２Ｃ…第２の点火器、２０…上段層、２０Ａ…上段層燃焼帯、３…焼結部、５…下流方向、６…下方吸引
【図１】
2020007577.tif 000006
【図２】
2020007577.tif 000007
【図３】
2020007577.tif 000008
【図４】
2020007577.tif 000009
【図５】
2020007577.tif 000010