(57)【要約】【課題】横風の存在下でも、気体燃料を漏洩させることなく均一に希釈して装入層内に導入することができ、高強度、高品質の焼結鉱を高歩留で安定して製造可能な焼結機を提供する。【解決手段】循環移動するパレットと、そのパレット上に原料装入層を形成する原料供給装置と、上記装入層表層の炭材に点火する点火炉と、上記点火炉の下流において、可燃濃度以下の希釈気体燃料を供給する気体燃料供給装置と、パレットの下方において上記希釈気体燃料と空気を吸引するウインドボックスを備え、上記炭材および希釈気体燃料を装入層内で燃焼させて焼結鉱を得る焼結機であって、上記気体燃料供給装置は、気体燃料供給部と、気体燃料供給配管の周囲を覆うフードからなり、上記フード内部でかつ気体燃料供給配管の上方には、への字状の断面を有する邪魔板が垂直方向に間隔をもって複数段かつ水平方向に間隔を複数に配設されてなる焼結機。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環移動するパレットと、
そのパレット上に粉鉱石と炭材を含む焼結原料を装入して装入層を形成する原料供給装置と、
上記装入層表層の炭材に点火する点火炉と、
上記点火炉の下流で、装入層上方の大気中に気体燃料を噴出し、可燃濃度以下の希釈気体燃料とする気体燃料供給装置と、
パレットの下方において装入層上方から下方に向かって上記希釈気体燃料と空気を吸引するウインドボックスを備え、
上記炭材および希釈気体燃料を装入層内で燃焼させて焼結鉱を得る焼結機において、
上記気体燃料供給装置は、複数の気体燃料噴出孔を有する気体燃料供給配管を焼結ベッドの上方に装入層表面に平行に間隔をもって複数配列した気体燃料供給部と、
その気体燃料供給配管の周囲を覆う上部が開放された垂直フードからなり、
上記垂直フード内部でかつ気体燃料供給配管の上方には、への字状の断面を有する邪魔板が垂直方向に間隔をもって複数段かつ水平方向に間隔を複数に配設されてなることを特徴とする焼結機。
【請求項２】
上記気体燃料供給配管と邪魔板との垂直方向の間隔が５ｍｍ以上であり、気体燃料供給配管には下方に延びた整流板が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の焼結機。
【請求項３】
上記気体燃料供給配管と邪魔板との垂直方向の間隔が１５００ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の焼結機。
【請求項４】
上記邪魔板は、フード内にトーナメント状あるいはラビリンス状に配設されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の焼結機。
【請求項５】
上記邪魔板は、垂直フード内を昇降可能とされ、上記気体燃料供給配管と邪魔板の間隔が調整可能とされてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の焼結機。
【請求項６】
上記邪魔板は、開口部の圧損が１０ｍｍＡｑ以下となるよう配設されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の焼結機。
【請求項７】
上記気体燃料吹込配管の気体燃料の噴出方向は、装入層表面に対して平行方向であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の焼結機。
【請求項８】
上記フードのパレット進行方向の両側面とパレットサイドウォールとの間および／またはパレット進行方向の前後面と装入層との間にシール構造物を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の焼結機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉原料用焼結鉱を製造するのに用いる下方吸引式のドワイトロイド（ＤＬ）焼結機に関し、特に、気体燃料を供給して高強度、高品質の焼結鉱を製造する際に用いる気体燃料供給装置の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉製銑法の主原料である焼結鉱は、一般に、図１に示すような工程を経て製造される。焼結鉱の原料は、鉄鉱石粉や焼結鉱篩下粉、製鉄所内で発生した回収粉、石灰石およびドロマイトなどの含ＣａＯ系副原料、生石灰等の造粒助剤、コークス粉や無煙炭などであり、これらの原料は、ホッパー１・・・の各々から、コンベヤ上に所定の割合で切り出される。切り出された原料は、ドラムミキサー２等によって適量の水が加えられ、混合、造粒されて、平均径が３〜６ｍｍの擬似粒子である焼結原料とされる。この焼結原料は、その後、焼結機上に配置されているサージホッパー４、５からドラムフィーダー６と切り出しシュート７を介して、無端移動式の焼結機パレット８上に装入され、焼結ベッドともいわれる装入層９を形成する。装入層の厚さ（高さ）は通常４００〜８００ｍｍ前後である。その後、装入層９の上方に設置された点火炉１０により、装入層表層の炭材に点火するとともに、パレット８の直下に配設されているウインドボックス１１を介して大気を下方に吸引することにより、該装入層中の炭材を順次燃焼させ、このときに発生する燃焼熱で前記焼結原料を溶融して焼結ケーキを得る。このようにして得た焼結ケーキは、その後、破砕、整粒され、約５ｍｍ以上の塊成物が、成品焼結鉱として回収される。
【０００３】
上記製造プロセスにおいて、点火炉１０によって点火された装入層中の炭材は、その後、ウインドボックスによって装入層の上層から下層に向かって吸引される大気によって燃焼を続け、幅をもった燃焼・溶融帯（以降、単に「燃焼帯」ともいう。）を形成する。この燃焼帯は、パレット８が下流側に移動するのに伴って次第に装入層の上層から下層に移行し、燃焼帯が通過した後には焼結ケーキ層（以降、単に「焼結層」ともいう。）が生成されている。また、燃焼帯が上層から下層に移行するのにともない、焼結原料中に含まれる水分は、炭材の燃焼熱で気化して、まだ温度が上昇していない下層の焼結原料中に濃縮し、湿潤帯を形成する。その水分濃度がある程度以上になると、吸引ガスの流路となる焼結原料の粒子間の空隙が水分で埋まり、通気抵抗を増大させる。また、焼結反応に必要な燃焼帯に発生する溶融部分も、通気抵抗を高める要因となる。
【０００４】
図２は、厚さが６００ｍｍの装入層中を移動する燃焼帯が、該装入層のパレットの約４００ｍｍ上（装入層表面から２００ｍｍ下）の位置にあるときの、装入層内の圧損と温度の分布を示したものである。このときの圧損分布は、湿潤帯におけるものが約６０％、燃焼帯におけるものが約４０％である。
【０００５】
さて、焼結機の生産量（ｔ／ｈｒ）は、一般に、焼結生産率（ｔ／ｈｒ・ｍ２）×焼結機面積（ｍ２）により決定される。即ち、焼結機の生産量は、焼結機の機幅や機長、原料堆積層の厚さ（装入層厚さ）、焼結原料の嵩密度、焼結（燃焼）時間、歩留りなどにより変化する。したがって、焼結鉱の生産量を増加させるには、装入層の通気性（圧損）を改善して焼結時間を短縮する、あるいは、破砕前の焼結ケーキの冷間強度を高めて歩留りを向上することなどが有効であると考えられている。
【０００６】
図３は、焼結鉱の生産性が高い時と低い時、即ち、焼結機のパレット移動速度が速い時と遅い時の装入層内のある点における温度と時間の推移を示したものである。焼結原料の粒子が溶融し始める１２００℃以上の温度に保持される時間（以降、「高温域保持時間」と称する）は、生産性が低い場合はｔ１、生産性が高い場合はｔ２で表されている。生産性が高い時はパレットの移動速度が速いため、高温域保持時間ｔ２が、生産性が低い時のｔ１と比べて短くなる。高温域保持時間が短くなると焼成不足となり易く、焼結鉱の冷間強度が低下し、歩留りが低下する。したがって、高強度の焼結鉱を短時間で、高い歩留りをもって生産性よく製造するには、何らかの手段を講じて「高温域保持時間」を延長し、焼結ケーキの強度、即ち焼結鉱の冷間強度を高めてやる必要がある。なお、焼結鉱の冷間強度を表す指標としては、一般に、ＳＩ（シャッターインデックス）、ＴＩ（タンブラーインデックス）が用いられている。
【０００７】
図４（ａ）は、点火炉によって着火された装入層表層の炭材が、吸引される空気によって燃焼を続けて燃焼帯を形成し、これが装入層の上層から下層に順次移動し、焼結ケーキが形成されていく過程を模式的に示した図である。また、図４（ｂ）は、上記燃焼帯が、図４（ａ）に示した太枠内に示した装入層の上層部、中層部および下層部の各層内に存在しているときの温度分布を模式的に示したものである。焼結鉱の強度は、１２００℃以上の温度に保持される時間、正確には、１２００℃以上の温度に保持される温度と時間の積に影響され、その値が大きいほど焼結鉱の強度は高くなる。装入層の中層部および下層部は、装入層上層部の炭材の燃焼で発生する燃焼熱が吸引される空気と共に運ばれて予熱される。そのため、装入層の中層部や下層部は高温度に長時間にわたって保持されるのに対して、装入層上層部は、燃焼熱が不足し、焼結に必要な燃焼溶融反応（焼結化反応）が不十分となりやすい。その結果、装入層内の焼結機幅方向断面内の焼結鉱の歩留り分布は、図４（ｃ）に示したように、装入層上層部ほど歩留りが低くなる。
【０００８】
この問題点に対しては、従来から、装入層上層部を高温に長時間保持するための技術が幾つか提案されている。例えば、特許文献１には、装入層に点火後、装入層上に気体燃料を噴射する技術が開示されている。しかし、この技術は、気体燃料（可燃性ガス）の種類が不明であり、例え、プロパンガス（ＬＰＧ）や天然ガス（ＬＮＧ）を使用するものであるとしても、高濃度のガスをそのまま使用しており、しかも、可燃性ガスの吹き込みに際し、炭材量を削減していないため、焼結層内の温度が１３８０℃を超える高温となる。そのため、この技術では、焼結鉱の強度向上や歩留の改善効果を十分に享受できない。さらに、点火炉直後で可燃性ガスを噴射した場合、可燃性ガスの燃焼によって火災を起こす危険性が高く、未だ実用化には至っていない。
【０００９】
ところで、焼結鉱の品質は、燃焼時の最高到達温度や高温域保持時間などによって決定される。そのため、最高到達温度や高温域保持時間の制御は極めて重要な管理項目である。この点から見ると、特許文献１の技術は、気体燃料を装入層表面で燃焼させることにより、焼結手段の前半部分である装入層上部の温度を高める技術であると言える。しかし、この技術は、気体燃料の濃度が高く、この燃焼に消費される酸素の量が多いため、焼結原料中の炭材（コークス）の燃焼に必要な酸素が不足して、焼結不足を招くおそれがあり、焼結鉱の品質改善が果せないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２には、焼結原料の装入層内温度を高めるため、装入層上にフードを配設し、そのフードを介して空気とコークス炉ガスとの混合ガスを点火炉直後に吹き込む技術が開示されている。しかし、この技術は、コークス比をそのままにして混合ガスを吹き込むため、高温保持時間が延長されるものの、焼結層内の温度が過剰に上昇して最高到達温度が１３８０℃を超える高温となりガラス質の低強度鉱物が生成するため、コークス炉ガス吹き込みの効果を十分に享受できない。また、可燃性ガスが発火し、火災を起こす危険性もあるため、実用化されていない。
【００１１】
また、特許文献３には、低融点溶剤と炭材や可燃性ガスを同時に、点火炉直後の位置で吹き込む技術が開示されている。しかし、この技術は、空気（酸素）量を増加させると共に、低融点溶材や炭材を混合しているため、可燃性ガスやコークスの燃焼速度は大きくなるものの、低融点溶材や粉体を一緒に吹き込むため、装入層上層部で過剰な溶融現象を引き起こし、空気の流路となる気孔を閉塞して通気性を悪化させ、生産性の低下を招くという問題がある。また、焼結帯の幅を十分に厚くできない（約１５ｍｍ未満）ため、可燃性ガス吹き込み効果を十分に得ることができない。さらに、表面に火炎が残留した状態で可燃性ガスを吹き込むため、火災を起こす危険性もある。そのため、この技術も現在に至るまで実用化されていない。
以上説明したように、これまで提案された従来技術は、いずれも実用化には大きな問題を抱えており、実施可能な可燃性ガス吹込み技術の開発が切望されていた。
【００１２】
上記問題点を解決する技術として、出願人は、特許文献４において、焼結機のパレット上に堆積させた焼結原料の装入層の上から燃焼下限濃度以下に希釈した各種気体燃料を供給して装入層中に導入し、燃焼させることにより、装入層内の最高到達温度および高温域保持時間のいずれか一方または両方を調整する方法を提案している。
【特許文献１】特開昭４８−０１８１０２号公報
【特許文献２】特開昭５５−０１８５８５号公報
【特許文献３】特開平０５−３１１２５７号公報
【特許文献４】ＷＯ２００７−０５２７７６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、焼結機のパレット上に堆積した焼結原料の装入層上から気体燃料を供給しようとする場合、横風があると、たとえパレット下方に設置したウインドボックスで空気を吸引しても、供給した気体燃料の一部が装入層内に吸引されずに機外に漏出してしまうという問題がある。
この対策として、気体燃料供給装置の気体燃料供給部に、上部が開口したフードを設けて、横風の影響を低減することが検討されている。しかし、上記フードのみでは、装入層内へ吸引される空気がフード内で渦を形成し、気体燃料が散逸するという問題がある。
また、フェンスや金網などの空隙率を有する部材を気体燃料供給部の周囲に配設することによって横風の影響を軽減し、気体燃料の漏出を防止することも検討されている。しかし、この方法では、気体燃料の漏出低減はある程度可能であるものの、焼結層における圧力損失に加えて、金網等による圧力損失が加わると、装入層内に吸引する空気量が減少し、焼結操業を阻害してしまうという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、横風による気体燃料の散逸を防止できると共に、圧力損失が小さく、しかも気体燃料を均一に供給することができる気体燃料供給部を有し、横風の存在下でも、高強度、高品質の焼結鉱を高歩留で安定して製造することができる焼結機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するための本発明は、循環移動するパレットと、そのパレット上に粉鉱石と炭材を含む焼結原料を装入して装入層を形成する原料供給装置と、上記装入層表層の炭材に点火する点火炉と、上記点火炉の下流で、装入層上方の大気中に気体燃料を噴出し、可燃濃度以下の希釈気体燃料とする気体燃料供給装置と、パレットの下方において装入層上方から下方に向かって上記希釈気体燃料と空気を吸引するウインドボックスを備え、上記炭材および希釈気体燃料を装入層内で燃焼させて焼結鉱を得る焼結機において、上記気体燃料供給装置は、複数の気体燃料噴出孔を有する配管を焼結ベッドの上方に装入層表面に平行に間隔をもって複数配列した気体燃料供給部と、その気体燃料供給配管の周囲を覆う上部が開放された垂直フードからなり、上記垂直フード内部でかつ気体燃料供給配管の上方には、への字状の断面を有する邪魔板が垂直方向に間隔をもって複数段かつ水平方向に間隔を複数に配設されてなることを特徴とする焼結機である。
【００１６】
本発明の焼結機は、上記気体燃料供給配管と邪魔板との垂直方向の間隔が５ｍｍ以上であり、気体燃料供給配管には下方に延びた整流板が設置されていること、あるいは、上記気体燃料供給配管と邪魔板との垂直方向の間隔が１５００ｍｍ未満であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の焼結機における上記邪魔板は、フード内にトーナメント状あるいはラビリンス状に配設されてなることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の焼結機における上記邪魔板は、垂直フード内を昇降可能とされ、上記気体燃料供給配管と邪魔板の間隔が調整可能とされてなることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の焼結機における上記邪魔板は、開口部の圧損が１０ｍｍＡｑ以下となるよう配設されてなることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の焼結機における上記気体燃料吹込配管の気体燃料の噴出方向は、装入層表面に対して平行方向であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の焼結機は、上記フードのパレット進行方向の両側面とパレットサイドウォールとの間および／またはパレット進行方向の前後面と装入層との間にシール構造物を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、下方吸引式焼結機において気体燃料を供給して焼結操業を行う場合、横風の存在下でも、装入層上方で気体燃料を大気中に噴出しすることにより所定濃度に均一に希釈した希釈気体燃料を、気体燃料の漏洩や通気性の低下を起こすことなく、装入層中に供給し、装入層内の目標とする位置で燃焼させることができる。その結果、熱不足によって焼結が不十分となりやすい装入層上層部のみならず、装入層中層および下層部の焼結鉱の強度をも高めることが可能となる。また、本発明によれば、燃焼・溶融帯の上下方向の厚みやパレット進行方向における幅の制御を介して、装入層内の任意の位置における焼結鉱の強度を制御することができるので、冷間強度の高い高品質の焼結鉱を、高歩留りかつ高生産性で、しかも安全を確保しつつ製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る焼結機は、前述したように、循環移動するパレットと、そのパレット上に粉鉱石と炭材を含む焼結原料を装入して装入層を形成する原料供給装置と、上記装入層表層の炭材に点火する点火炉と、パレットの下方において装入層上方から下方に向かって上記希釈気体燃料と空気を吸引するウインドボックスを備えると共に、上記点火炉の下流に気体燃料供給装置を有する焼結機である。ここで、上記気体燃料供給装置は、気体燃料を装入層上方の大気中に高速で噴出して空気と瞬時に均一に混合、希釈し、燃焼下限濃度以下の希釈気体燃料を得る装置である。そして、本発明は、上記気体燃料供給装置から供給された希釈気体燃料を、パレット下に配設されたウインドボックスの吸引力によって空気と共に装入層内に吸引、導入し、装入層内の炭材（コークス）を燃焼させると共に、上記希釈気体燃料を装入層内の所定位置にて燃焼させ、発生するこれらの燃焼熱によって焼結原料（鉄鉱石）を焼結し、高強度高品質の焼結鉱を得る技術である。したがって、上記気体燃料供給装置は、本発明においては極めて重要な役割を担うものである。
【００２４】
また、上記気体燃料供給装置は、気体燃料を装入層の上方で大気中に高速で噴出し、それによって周囲の空気と短時間で均一に混合して、その気体燃料が有する燃焼下限濃度以下に希釈し、その後、その希釈気体燃料を装入層内に導入し、燃焼させる役割を担うものであるが、気体燃料を燃焼下限濃度以下に希釈する理由は、以下のとおりである。
【００２５】
表１は、製鉄業において用いられている代表的な気体燃料である都市ガス、高炉ガス（Ｂガス）およびコークス炉ガス（Ｃガス）の燃焼下限濃度、供給濃度等を示したものである。焼結原料中に気体燃料を供給する時のガス濃度は、着火や爆発を防止する上では、燃焼下限濃度より低いほど安全で好ましい。メタンを主成分とするＬＮＧから製造される都市ガスは、Ｃガスと燃焼下限濃度が近似しているが、熱量がＣガスよりも高いことから、供給濃度を低くできる。したがって、安全性を確保する観点からは、供給濃度を低くできる都市ガスの方がＣガスよりも優位である。
【００２６】
【表１】
2010107154.tif 000002
【００２７】
表２は、上記気体燃料中に含まれる燃焼成分（水素，ＣＯ，メタン）と、それら成分の燃焼下限・上限濃度、層流、乱流時の燃焼速度等を示したものである。焼結中に気体燃料供給装置から供給される気体燃料への着火を防止するには逆火防止を図る必要があるが、そのためには、気体燃料を少なくとも層流燃焼速度以上、好ましくは乱流燃焼速度以上の高速で噴出させれば良いと考えられる。例えば、メタンを主成分とする都市ガスの場合には、３．７ｍ／ｓを超える速度で噴出させれば、逆火のおそれはないわけである。一方、水素ガスは、乱流燃焼速度がＣＯやメタンと比較して速いため、逆火を防止するには、その分、高速で噴出させる必要がある。つまり、表１に示した気体燃料の中では、水素を含まない都市ガスは、水素を５９ｖｏｌ％含むＣガスと比較して、噴出速度を遅くすることができる。しかも、都市ガスは、ＣＯを含まないので、ガス中毒を起こすおそれもない。したがって、安全性を確保する観点からは、都市ガスは、本発明において使用する気体燃料として、最も好ましい特性を有するものであると言える。メタンを主成分とする天然ガスも同様である。もちろん、ＢガスやＣガスも、気体燃料として用いることができるが、その場合には、ガス噴出速度を高めたり、ＣＯ対策を別途講じたりすることが必要となる。
【００２８】
【表２】
2010107154.tif 000003
【００２９】
本発明において装入層内に供給する気体燃料としては、高炉ガス（Ｂガス）、コークス炉ガス（Ｃガス）、高炉ガスとコークス炉ガスとの混合ガス（Ｍガス）、都市ガス、天然ガス（ＬＮＧ）またはメタン、エタン、プロパン、ブタンガス、あるいはこれらの混合ガスのいずれかを用いることができる。中でも、ＣＯ含有量が５０ｍａｓｓｐｐｍ以下の都市ガス１３Ａやプロパンガスを用いることが好ましい。それは、ＣＯガスは、人体に対して有害であり、装入層上に供給された気体燃料が全量装入層中に導入されないで、機外に漏洩した場合には、人災を起こす可能性があるからである。さらに、安全性だけでなく、コストの面からも好ましい。
【００３０】
さらに、本発明では、上記気体燃料以外に、気体状態での着火温度が、焼結ベッド表層の温度より高い、アルコール類、エーテル類、石油類、その他の炭化水素系化合物類等の液体燃料を気化させたものを用いることもできる。本発明で用いることができる液体燃料とその特性について、表３に示した。液体燃料を気化させた気体燃料は、着火温度が、上述した気体燃料と比較して着火温度が高いため、焼結ベッド表層の温度より高い、装入層のより内部で燃焼するため、吹き込む位置での燃焼・溶融帯のすその温度の拡大に有効である。特に、着火温度が５００℃近いものは、その効果が大きい。なお、液体燃料を気化した気体燃料を用いる場合には、気体供給配管は、気化した燃料が再液化しないよう、該液体燃料の沸点以上着火温度未満の温度に保持することが好ましい。
【００３１】
【表３】
2010107154.tif 000004
【００３２】
また、本発明では、上記気体燃料のいずれかを大気中に高速で吐出し、空気と瞬時に混合させて希釈気体燃料とし、装入層内に導入するが、吸引・導入される時、上記希釈した気体燃料は、その中に含まれる燃焼成分の濃度が、大気中の常温における燃焼下限濃度の７５％以下であることが好ましく、より好ましくは燃焼下限濃度の６０％以下、さらに好ましくは燃焼下限濃度の３３％以下の濃度であることが好ましい。
燃焼下限濃度の７５％以下に希釈する理由は、下記の二つである。
（ａ）高濃度の可燃性ガスの装入層上内への供給は、時として、爆発的燃焼を招くおそれがあり、少なくとも常温では、火種があっても燃焼しない状態としておく必要がある。
（ｂ）気体燃料が、装入層内で完全に燃焼せず、未燃焼のままウインドボックスの下流にある電気集塵器に到達したとしても、電気集塵器の放電によって燃焼するおそれがないことが必要である。
【００３３】
さらに、希釈気体燃料の濃度は、その気体燃料の燃焼による酸素の消費によって、焼結原料内に含まれる炭材（コークス）の燃焼に必要な空気中の酸素の不足を招いて、燃焼不足を起こさない程度に希釈されたものであることが必要である。一方、希釈気体燃料の濃度の下限は、燃焼下限濃度の２％程度であるのが好ましい。気体燃料の濃度が２％未満では、燃焼による発熱量が少なく、焼結反応に必要な熱量が不足して、焼結鉱の強度向上と歩留りの改善が図れないからである。
【００３４】
また、本発明の焼結機を用いて焼結鉱を製造する場合には、装入層表層の炭材の燃焼が終わり、装入層上層に焼結層が形成されたのちに希釈気体燃料を装入層内へ導入するのが好ましい。その理由は、点火直後に希釈気体燃料を供給しても、希釈気体燃料は、装入層の表層上で燃焼するだけであり、焼結反応に何ら好ましい影響を与えることがないからである。ただし、希釈気体燃料の供給は、装入層上層表面に焼結層が形成された後であれば、焼結が完了するまでの任意の位置で行うことができる。
【００３５】
希釈気体燃料の供給を、装入層表層に焼結層が形成された後に行うことが好ましい他の理由は、焼結層が形成されていない状態で装入層上部に希釈気体燃料を供給すると、希釈気体燃料が装入層上で爆発的な燃焼を起こすおそれがあること、希釈気体燃料の供給は、焼結鉱の歩留りを向上させる必要がある部分に対して行う、即ち、焼結鉱の強度を上昇させたい部分で燃焼を起こすよう供給するのが好ましいことからなどである。
【００３６】
また、点火後の装入層内に希釈気体燃料を導入し、燃焼・溶融時の最高到達温度と高温域保持時間のいずれかまたは両方を制御するためには、希釈気体燃料の供給を、装入層表層部の焼結原料の焼結が進み、燃焼・溶融帯の燃焼前線が表層下５０ｍｍ程度に達し、その厚みが少なくとも１５ｍｍ以上となった状態において行うことが好ましい。燃焼・溶融帯の厚みが１５ｍｍ未満では、焼結が完了した焼結層内を通過する空気を予熱する効果が小さく、希釈気体燃料による冷却効果によって気体燃料の燃焼効果が相殺され、燃焼・溶融帯の温度上昇や厚みの拡大を図れない。一方、燃焼・溶融帯の厚みが１５ｍｍ以上となる段階で希釈気体燃料を供給すると、焼結層を通して吸引される空気が焼結ケーキの余熱によって加熱されるため、空気による冷却の悪影響が軽減され、燃焼・溶融帯の厚みの拡大や高温域保持時間の延長を実現することができ、高強度、高品質の焼結鉱を得ることができるからである。燃焼・溶融帯の厚みは、好ましくは２０ｍｍ以上、より好ましくは３０ｍｍ以上である。
【００３７】
さらに言えば、希釈気体燃料の装入層への導入は、燃焼・溶融帯の燃焼前線が表層下５０ｍｍ以上下がった位置、すなわち、装入層の中・下層領域を対象として行うのがより好ましい。つまり、希釈気体燃料は、装入層の表層に生成した焼結層において燃焼することなく通過し、燃焼前線が表層から５０ｍｍ以上下方に移動した段階で燃焼するように供給するのが好ましい。その理由は、燃焼前線が表層から５０ｍｍ以上下がった位置であれば、焼結層を通して吸引される空気による冷却の悪影響がさらに軽減され、燃焼・溶融帯の厚みの拡大をより効果的に図ることができるからである。また、燃焼前線が装入層の表層下に移った段階で気体燃料の導入を開始することは、気体燃料の燃焼が、装入層内部で起こることになるので、高濃度の気体燃料が爆発するおそれがなく、安全な焼結操業が可能になることを意味している。
【００３８】
また、本発明においては、希釈気体燃料の供給は、装入層内に導入された希釈気体燃料を未燃焼のまま燃焼・溶融帯が通過し、焼結鉱が生成した所定位置まで到達させ、そこで燃焼させることによって、燃焼熱の補填を図るようにするのが好ましい。それは、希釈気体燃料の装入層中への供給（導入）は、装入層上層部のみならず、厚み方向中央部の燃焼・溶融帯にまで波及させることがより効果的だからである。
つまり、気体燃料の供給が、熱不足（高温域保持時間不足）になりやすい装入層の上層部で行われると、この部分に十分な燃焼熱が提供されるので、焼結鉱の品質改善を図ることができる。そして、さらに希釈気体燃料の作用効果を中層部以下の帯域にまで及ぶようにすると、本来の炭材の燃焼によって形成された燃焼・溶融帯の上に希釈気体燃料による燃焼・溶融帯を形成するのと等しいことになり、結果として燃焼・溶融帯の上下方向の拡幅につながり、最高到達温度を上げることなく、高温域保持時間の延長を図ることができるので、パレットの移動速度を落すことなく十分な焼結効果を得ることができる。その結果、装入層全体にわたって焼結鉱の品質が改善（冷間強度の向上）されるので、歩留り向上と生産性の向上を図ることができる。
【００３９】
また、本発明においては、気体燃料の供給（導入）位置を調整することにより、燃焼・溶融帯の形態、即ち、燃焼・溶融帯の高さ方向の厚さおよび／またはパレット移動方向の幅を制御できると共に、最高到達温度や高温域保持時間を制御できるので、これらの制御を通じて、常に十分な焼成を達成し、ひいては成品焼結鉱の冷間強度を高め、品質向上を実現することができる。また、本発明においては、その供給位置を調整するだけでなく、燃焼・溶融帯自体の形態を制御し、燃焼・溶融帯における最高到達温度および／または高温域保持時間をも制御するようにすることが好ましい。さらに、本発明では、気体燃料の供給によって、装入層内における最高到達温度や高温域保持時間を、熱量一定基準の下で固体燃料の量に応じて制御することが好ましい。
【００４０】
また、本発明においては、希釈気体燃料の供給位置を、気体燃料供給の作用・効果を装入層中のどこに及ぼすかという観点から決定するのが好ましい。一般に、点火後の装入層内では、燃焼・溶融帯の燃焼前線が、パレットの移動に伴って次第に前方（下流側）かつ下方に拡大していくため、燃焼・溶融帯の位置は、図４（ａ）に示すように変化する。そして、図４（ｂ）に示すように、焼結過程で受ける焼結層上層、中層、下層の熱履歴は大きく異なり、したがって、上層〜下層間では、高温域保持時間（約１２００℃以上となる時間）も大きく異なっている。その結果、パレット断面内の焼結鉱の位置別歩留りは、図４（ｃ）に示すような分布を示す。即ち、表層部（上層部）の歩留りは低く、中層、下層部で高い歩留りとなる。そこで、本発明に従って、前記気体燃料を供給すると、燃焼・溶融帯の上下方向の厚みやパレット進行方向の幅が拡大し、これが成品焼結鉱の品質向上につながる。そして、高い歩留分布を示す中層部や下層部は、さらに高温域保持時間を制御（延長）できるため、歩留がより向上する。
【００４１】
また、上記観点からは、本発明における装入層中への希釈気体燃料の供給（導入）は、成品焼結鉱全体の強度を制御するためであると言うこともできる。すなわち、本発明において、希釈気体燃料を供給するそもそもの目的は、焼結ケーキ（焼結鉱）の冷間強度を向上させることにあり、具体的には、気体燃料の供給位置制御や、焼結原料が燃焼・溶融帯に滞在する時間である高温域保持時間の制御、最高到達温度の制御を通じて、焼結鉱の冷間強度（シャッターインデックスＳＩ）を７５〜８５％程度、好ましくは８０％以上、より好ましく９０％以上にすることである。なお、実機焼結機によって製造された焼結鉱の冷間強度（ＳＩ値）は、鍋試験で得られる値よりもさらに１０〜１５％高い値を示すのが一般的である。
【００４２】
この強度レベルは、本発明によれば、前記希釈気体燃料の濃度、供給量、供給位置および供給範囲を、好ましくは焼結原料中の炭材量をも考慮した上で、即ち、投入熱量を一定にする条件下で調整することによって、安価に達成することができる。焼結鉱の冷間強度の向上は、一方で、通気抵抗の増大と生産性の低下を招くことがあるが、本発明では、そうした問題を、最高到達温度や高温域保持時間を制御することによって解消することができる。
【００４３】
したがって、本発明の焼結鉱の製造方法において、希釈気体燃料の装入層中への導入位置は、装入層中に生成した焼結ケーキから湿潤帯までの間の任意の帯域における焼結鉱の冷間強度をどのように制御するかという観点も考慮して決定される。そして、この観点から、本発明では、気体燃料供給装置の規模（大きさ）、数、位置（点火炉からの距離）、ガス濃度を、好ましくは焼結原料中の炭材量（固体燃料）に応じて調整することによって、燃焼・溶融帯の大きさ（上下方向の厚さおよびパレット移動方向の幅）だけでなく、高温到達温度、高温域保持時間をも制御し、生成する焼結ケーキ（焼結鉱）の強度の向上を図るのが好ましい。
【００４４】
以上説明したように、本発明の焼結機では、希釈気体燃料の装入層内への導入開始位置は、パレット移動方向における点火炉下流で、装入層表層に焼結層が生成した後のいわゆる燃焼前線が表層下に進行した位置から焼結が完了するまでの間の１ヶ所以上の任意の位置で行うのが好ましい。これを、気体燃料供給量が１０００〜５０００ｍ３（標準）／ｈｒ、生産量が約１．５万ｔ／日で、機長が９０ｍの規模の焼結機について言えば、点火炉の下流側約５ｍ以降の位置から開始するのが好ましいことになる。
【００４５】
さて、本発明における気体燃料供給装置は、複数の気体燃料噴出孔を有する配管を焼結ベッドの上方に装入層表面に平行に間隔をもって複数配列した気体燃料供給部と、その気体燃料供給配管の周囲を覆う上部が開放された垂直フードからなるものである。そして、上記気体燃料供給装置は、パレットの両サイドウォールを跨がるようにフードが配設され、その内部には気体燃料を供給する配管を、単数または複数本、好ましくは２〜１５本、パレット進行方向に対して平行に、あるいは垂直に配列したものが好ましい。例えば、気体燃料供給部としては、図５に示したように、パレットの幅方向に沿って複数の気体燃料供給配管を配設し、その配管に気体燃料を噴出するスリットあるいは開口を設けるかまたはノズルを取り付けた構造のもの、あるいは、図６に示したように、パレットの進行方向に沿って複数の気体燃料供給配管を配設し、その配管に気体燃料を噴出するスリットあるいは開口を設けるかまたはノズルを取り付けた構造のものなどが好ましい。
【００４６】
また、上記気体燃料供給装置は、例えば、気体燃料供給配管やノズル等に流量を制御する手段を設けることにより、あるいは、気体燃料供給配管に設置するスリットや開口、ノズルの間隔を変えることにより、パレット幅方向および／またはパレット進行方向における気体燃料の供給量を制御したり、変化させたりすることができるのが好ましい。特に、パレット幅方向のサイドウォール近傍では、横風の影響を受けて、供給した気体燃料が機側方向に流されたり、機外に漏出したりして、気体燃料濃度が希薄になるおそれが高いので、サイドウォール近傍に気体燃料を多く供給できるものであることが好ましい。
【００４７】
なお、前述したように、気体燃料供給装置の気体燃料供給配管に設けられたスリットや開口、ノズル等から気体燃料を噴出させる速度は、何らかの火種から気体燃料への逆火を防止する観点から、高速で噴出させる必要がある。すなわち、本発明の気体燃料供給装置から噴出された高濃度の気体燃料は、装入層表層に吸引・導入されるまでに希釈されて燃焼下限濃度以下となっている。しかし、焼結操業時には、パレット上の装入層内は、正に燃焼しつつある燃焼・溶融帯、あるいは、燃焼・溶融帯通過後の高温の焼結層が存在しているため、常に火種を有する状態において装入層の上方に気体燃料の供給が行われる。従って、気体燃料供給装置から噴出する気体燃料の流速が遅いと、何らかの原因で気体燃料に着火すると、気体燃料供給装置や気体燃料供給配管内に逆火して異常燃焼や爆発を起こすおそれがある。そこで、気体燃料に着火しても逆火しないようにするために、気体燃料の噴出速度は、その気体燃料が有する燃焼速度以上、より好ましくは、乱流燃焼速度以上の速度で噴出させるのが望ましい。因みに、メタンガスの層流燃焼速度は、約０．４ｍ／ｓ、乱流燃焼速度は、約４ｍ／ｓである。上記噴出速度を得るには、前記ノズル、開口部またはスリットからの噴出圧力を、雰囲気圧力に対して３００ｍｍＡｑ以上４００００ｍｍＡｑ未満とすることが好ましい。
【００４８】
また、気体燃料配管から気体燃料を噴出させる開口部の大きさは、３〜０．５ｍｍφの範囲とすることが好ましい。その理由は、上記のように、気体燃料への着火や逆火を防止するためには、気体燃料の噴出速度を燃焼速度を超える速度とすることが好ましいが、噴出部の開口面積が大きいと、噴出速度を燃焼速度超としても着火した火を吹き消すことが難くなる。しかし、ノズル径が３ｍｍφ程度以下であれば、着火しても逆火に至らないからである。好ましくは、２ｍｍφ以下である。ただし、開口径が小さくなると、開口部の加工が難しくなったり、異物による閉塞を起こしたりすることから、開孔径の下限は０．５ｍｍφ程度とするのが好ましい。
【００４９】
次に、上記気体燃料を、空気中に吐出させる方向については、種々の形態を採用することができ、例えば、図７のように、気体燃料を噴出口から装入層に向かって下方（鉛直下方）に吐出させることにより、その一部を装入層表面で反射させて希釈させる方法、図８のように、気体燃料を噴出口から装入層表面に平行（水平方向）に吐出させることにより装入層に導入されるまでの経路を長くし希釈を促進させる方法、あるいは、図９のように、気体燃料を噴出口から邪魔板（反射板）に向かって吐出し、反射させることにより希釈を促進する方法、図１０のように、気体燃料供給配管に設けられた気体燃料の噴出口の向きを、装入層表面に向かって±９０度の範囲で多方向に分散させて希釈を図る方法などを採用することができる。さらに、上記図１０の変形態様として、気体燃料供給配管を、管軸を中心に回転可能とし、吐出方向を揺動させてもよい。
【００５０】
また、上記気体燃料供給装置での気体燃料の噴出は、装入層表面上方３００ｍｍ以上の高さで行うことが好ましい。図１１は、ノズル径が２ｍｍφと１ｍｍφの２種類のノズルからメタンガス（濃度：１００％）を流速２０〜３００ｍ／ｓの範囲で変化させて鉛直下方方向に噴出した時の、ノズル先端から０．２ｍ、０．４ｍ、０．６ｍおよび０．８ｍの位置におけるメタンガスの拡がりを測定した結果を示したものである。これらの図から、ノズルの径は小さいほど、また、噴出させる気体燃料の速度は速いほど、周囲の空気との混合が起こりやすく希釈が促進されること、特に、増速による希釈促進効果は、ノズル先端からの距離が０．４ｍで大きくなっていることがわかる。そこで、本発明は、この結果と、噴出された気体燃料の装入層表面における跳ね返りを考慮し、気体燃料の大気中への供給は、装入層表面上方３００ｍｍ以上の高さで行うこととする。
【００５１】
なお、気体燃料供給装置は、前述したように、点火炉の下流側でかつ燃焼・溶融帯が装入層内を進行中の過程（状態）にある、パレット進行方向のいずれかの位置に１以上配設され、その位置において、希釈気体燃料の装入層中への供給が行われるのが好ましい。即ち、この装置は、点火炉の下流側で、燃焼前線が表層下に進行した以降の任意の位置に１ないし複数配設されるものであり、目標とする成品焼結鉱の冷間強度を調整する観点から、大きさ、位置、数が決められる。
【００５２】
また、本発明の気体燃料供給装置は、上記気体燃料供給部を構成する気体燃料供給配管の周囲を、上部が開放された垂直フードで覆われたものである。図１２は、本発明に係る焼結機の一実施形態の一部を示したものであり、点火炉１０のパレット移動方向下流側に当たる装入層の上辺に、高炉ガスやコークス炉ガスあるいはこれらの混合ガス（Ｍガス）等の気体燃料を大気中に吐出し、所望の濃度の希釈気体燃料とするための気体燃料供給装置１２を１基だけ配設した例を示したものである。その気体燃料供給装置１２は、装入層の上方にフード１２´が設置され、そのフードの内部には、パレットの幅方向に沿って複数の気体燃料供給パイプ１２ａが配設されており、そのパイプには、気体燃料を高速で大気中に吐出するノズル１２ｂを下向きにかつパレット幅方向に複数個配列させたものを、図示していないサイドウォールの上から装入層を覆うように配設したものである。この気体燃料供給装置１２のフード１２´内に供給された気体燃料は、フード１２´内の周辺の空気と混合して希釈気体燃料となり、その後、パレット８下の図示されていないウインドボックスの吸引力を利用して、装入層表層に生成した焼結ケーキを経て、装入層の深部（下層）にまで導入される。
【００５３】
既に説明したように、気体燃料供給装置から装入層の上方の大気中に供給された気体燃料は、燃焼下限濃度以下に希釈されたのち、通常であれば、その全量が周囲の空気と共にパレット下方に配設されたウインドボックスにより吸引されて、装入層内に導入される。しかし、例えば、パレット進行方向に対して横方向からの横風を受けた場合、大気中に供給された気体燃料は機側方向に流されてしまう。図１３は、横風が気体燃料の濃度分布に及ぼす影響を、風速２ｍ／ｓと５ｍ／ｓの場合について解析した結果を示したものである。この結果から、何も対策を講じていない場合、風速２ｍ／ｓの横風でも、気体燃料が散逸し、装入層内に導入される気体燃料の濃度分布にも悪影響が出ていることがわかる。
【００５４】
そこで、横風の影響の軽減を図るため、気体燃料供給装置の両サイドに、高さ２ｍのついたてを設置したときの効果を解析し、その結果を風速５ｍ／ｓの場合について、図１４に示した。図１４（ａ）は、２ｍの高さのついたてを設置したときの結果であり、５ｍ／ｓの風速では、ついたて内部に渦流が形成されて気体燃料の散逸が起こり、その効果が十分に得られないことがわかる。また、図１４（ｂ）は、２ｍの高さのついたて上部１ｍを空隙率３０％の材料で構成したときの結果であり、空隙を設けることにより、空気の渦の形成が抑制されて、気体燃料の散逸が低減されていることがわかる。上記解析結果から、横風による気体燃料の散逸を防止するためには、気体燃料供給装置の周囲に、横風防止用のついたて効果を有するものを設置することが有効であることが明らかとなった。
【００５５】
そこで、発明者らは、横風の影響を抑制する方法についてさらに検討した。その結果、気体燃料供給装置の上方に、フードを設置することによって、ついたて以上の効果を得ることができることがわかった。ただし、このフードは、上部を開口部とし、この開口部から空気を取り入れることができる構造のものとする必要がある。上記開口部は、パレット幅が５ｍの焼結機の場合には、約１ｍ程度とすれば、フードによる圧力損失は、ほとんど無視することができる。また、開口部に代えて適当な透過率（空隙率）を有するものとしてもよく、この場合には、透過率を８０％程度であれば、数ｍｍＡｑ程度の圧損に抑えることができる。
【００５６】
以下、フードの横風に対する効果をシミュレートした結果について説明する。
図１５は、シミュレーションに用いた焼結機における気体燃料供給部が配設されている部分の幅方向断面を模式的に示したものであり、５ｍの幅の焼結ベッド（装入層）の上方５００ｍｍの位置に気体燃料供給配管が、パレット進行方向に４００ｍｍの間隔をもって平行に配設されており、この配管からは、１ｍｍφの噴出口から都市ガスを水平方向に噴出している。そして、上記気体燃料供給配管の上方には、装入層全体を覆うようにフードが設置されており、そのフードの上部には、空気を取り入れるための２ｍ幅の開口部が設けられている。また、開口部の内部には、幅３００ｍｍの邪魔板が、水平方向に間隔１００ｍｍで配列され、さらに垂直方向に間隔２００ｍｍで４段、トーナメント状（図１５上部拡大図参照）に配列されている。また、装入層の下方では、ウインドボックス（風箱）で空気を、吸引速度０．９ｍ／ｓで吸引している。さらに、横風対策として、フードの両側面下端部と焼結ベッド（装入層）との間には、透過率０％のカバーを取り付け、さらに、上記フードの両側面上部には、下方は空隙率０％で上方が３０％の空隙率を有するフェンスを、フードの上５００ｍｍの高さまで設けた。
【００５７】
上記構造を有する焼結機への風速２０ｍ／ｓの横風の影響を、上記のように邪魔板を設置した場合と、邪魔板がない場合についてシミュレートした。図１６は、邪魔板がない場合の結果を示したものであり、フード開口部の圧力損失は３ｍｍＨ２Ｏと小さいが、フード内には渦流が形成され、その結果、気体燃料が約６．４％散逸している。一方、図１７は、邪魔板を設置した場合の結果を示したものであり、フード開口部の圧力損失は８ｍｍＨ２Ｏと若干上昇しているものの１０ｍｍＨ２Ｏ以下であり、また、フード内の渦流形成も抑制され、さらに、邪魔板の最下段とその上段との間には気体燃料が微量認められるが、その上部では気体燃料は存在せず、その結果、気体燃料の散逸率も０．１％未満に低減されていることがわかった。
上記のように、気体燃料供給装置へのフードの設置は、横風による気体燃料の漏洩防止には極めて有効であることが確認された。
【００５８】
そこで、発明者らはさらに、フード内で大気中に供給された気体燃料が、装入層内に導入されるまでの短い時間内に均一に希釈されるためには、どのようなフード構造が好ましいかを検討した。その結果、気体燃料供給配管の周囲を覆う上部が開放された垂直フードからなり、その垂直フード内部に配設された気体燃料供給配管の上方には、への字状（山形状）の断面を有する邪魔板が垂直方向に間隔をもって複数段かつ水平方向に間隔をもって複数配設されたフード構造であること、具体的には、気体燃料供給配管と邪魔板との垂直方向の間隔が５ｍｍ以上であり、気体燃料供給配管には下方に延びた整流板が設置されている構造を有するフード構造、あるいは、気体燃料供給配管と邪魔板との垂直方向の間隔が１５００ｍｍ未満である構造を有するフード構造であることが好ましく、このような構造とすることにより、邪魔板と装入層間で小さな渦が形成されて瞬時に燃料が混合、均一化され、しかも邪魔板間の間を抜けて気体燃料が外部に漏洩するのをほぼ完全に防止することができることがわかった。
【００５９】
なお、上記邪魔板の配列は、トーナメント状あるいはラビリンス状に多段に配設されていることが好ましい。ただし、上記邪魔板の垂直方向の段数を多くし過ぎると開口部の圧力損失が大きくなって、空気をパレット下で吸引しているウインドボックスの負荷が増大し、吸引空気量が減少するため、焼結操業に支障を来たすことになりかねない、そこで、開口部への邪魔板設置による圧力損失は１０ｍｍＡｑ以下に制御するのが好ましい。
【００６０】
図１８は、フード気体燃料供給配管と邪魔板との垂直方向の間隔を１００ｍｍとして間をあけ、気体燃料供給配管下部には下方に延びた整流板が設置されている構造を有するフード構造における空気と気体燃料供給配管から噴出された気体燃料の流れ（流線）と、気体燃料の希釈状況（濃度分布）をシミュレーションした結果を示したものである。シミュレーションに用いた上記フードの構造は、５ｍの幅の焼結ベッド（装入層）の上方５００ｍｍの位置に気体燃料供給配管が、パレット進行方向に８００ｍｍの間隔をもって７本平行に配設されており、その気体燃料供給配管の周囲には、上方が１００％開放された垂直壁からなるフードが設置されたもので、上記気体燃料供給配管からは、１ｍｍφの噴出口から都市ガスを水平方向両側（但し、両側端の配管からは、水平方向内側のみ）に、９０ｍ／秒の速度で噴出している。そして、上記気体燃料供給配管の上方１００ｍｍの位置には、への字状断面を有する幅３００ｍｍ、高さ２５０ｍｍの邪魔板が垂直方向に３段に間隔を空けてトーナメント状に配設され、かつ、それぞれの気体燃料供給配管下部には下方に延びた板状の整流板が取り付けられている。また、装入層の下方のウインドボックス（風箱）では、空気を速度０．９ｍ／ｓで吸引している。さらに、横風対策として、フードの両側面下端部と焼結ベッド（装入層）との間には、透過率０％のカバーを取り付けたものである。
【００６１】
図１８から、本構造のフードでは、気体燃料供給配管から噴出した気体燃料は、隣接する気体燃料供給配管下部に取付けた整流板と気体燃料供給配管上方に設置された邪魔板との相乗効果により、小さな渦を形成して瞬時に空気と混合し、均一化されていることがわかる。
【００６２】
また、図１９は、邪魔板部分を昇降式としたものであり、フード気体燃料供給配管と邪魔板との垂直方向の間隔を例えば５０ｍｍに近接させたフード構造における空気と気体燃料供給配管から噴出された気体燃料の流れ（流線）と、気体燃料の希釈状況（濃度分布）をシミュレーションした結果を示したもので、シミュレーション条件は、フード気体燃料供給配管と邪魔板との垂直方向の間隔を変えたこと、気体燃料供給配管下部の整流板がないことを除いて、図１８の場合と同じである。図１９から、このフード構造の場合には、気体燃料供給配管から噴出した気体燃料が気体燃料供給配管に近接して設置されている邪魔板により、図１８の場合より小さな渦を形成する結果、図１８の場合よりもさらに均一化されていることがわかる。つまり、気体燃料供給配管と邪魔板の間の間隔を調整することにより、気体燃料と空気の混合効果を制御できる。
【００６３】
なお、本発明の気体燃料供給装置におけるフード構造は、上述した例に限定されるものではなく、例えば、上記例のようにフードの上方を１００％開放とする必要はなく、逆漏斗状にしてフード上方の中央部に開口部を設ける構造としてもよい。ただし、この場合は、圧力損失が１０ｍｍＡｑを超えないように配慮する必要がある。また、フード内には、必要に応じて、邪魔板と整流板を組み合わせて適宜設置するのが好ましい。
【００６４】
また、本発明の焼結機は、上記フードのパレット進行方向の両側面とパレットサイドウォールとの間および／または上記フードのパレット進行方向の前後面と装入層との間にシール構造物を設けたものであることが好ましい。フード下端と、焼結ベッド表面（焼結層表面）との間には必然的に間隙が生じるが、この間隙部分のシールが十分でないと、例えば透過率が２０〜３０％あると、横風の影響を受けて、この部分からフード内に空気を巻き込み、気体燃料の濃度分布の偏りを増大させる。したがって、フード下端からの空気の侵入を防止することは重要であり、フード下端と焼結ベッド（装入層）表面の間、あるいは、フード下端とパレットサイドウォールの間に、図２０に示したような、チェーンカーテンやワイプレシール、シールブラシ、密着シール等のシール構造物を設置するのが好ましく、より好ましくは、上記シール構造物は空隙率が０％であるものが好ましい。また、シール構造物に代えて、図２１に示したようなエアカーテンを設置してもよい。なお、上記シール構造物は、耐熱性がありかつ可撓性ないしは変形の自由度が大きい、焼結層の表面を損傷しないものであることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の技術は、製鉄用、とくに高炉用原料として使われる焼結鉱の製造技術として有用であるが、その他の鉱石塊成化技術としても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】焼結プロセスの説明する図である。
【図２】焼結層内における圧損と温度分布を説明する図である。
【図３】高生産時と低生産時の温度分布を比較した説明図である。
【図４】焼結機内における温度分布と歩留分布のグラフである。
【図５】本発明に係る気体燃料供給装置の構造例を説明する図である。
【図６】本発明に係る気体燃料供給装置の他の構造例を説明する図である。
【図７】本発明に係る気体燃料の噴出方法の例を説明する図である。
【図８】本発明に係る気体燃料の噴出方法の他の例を説明する図である。
【図９】本発明に係る気体燃料の噴出方法の他の例を説明する図である。
【図１０】本発明に係る気体燃料の噴出方法の他の例を説明する図である。
【図１１】気体燃料の噴出速度、ノズル径が希釈気体の濃度分布に及ぼす影響を示すグラフである。
【図１２】本発明に係る気体燃料供給プロセスを説明する図である。
【図１３】気体燃料供給に及ぼす横風の影響を説明する図である。
【図１４】横風に対するついたての効果を説明する図である。
【図１５】横風の影響をシミュレートする焼結機を説明する図である。
【図１６】フード内に邪魔板がない場合のシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】フード内に邪魔板を設置した場合のシミュレーション結果を示す図である。
【図１８】本発明に係るフード構造を説明する図である。
【図１９】本発明に係る他のフード構造を説明する図である。
【図２０】フード下端のシール構造を説明する図である。
【図２１】フード下端のシール構造を説明する図である。
【符号の説明】
【００６７】
１：原料ホッパー
２：ドラムミキサー
３：ロータリーキルン
４、５：サージホッパー
６：ドラムフィーダー
７：切り出しシュート
８：パレット
９：装入層
１０：点火炉
１１：ウインドボックス
１２：気体燃料供給装置
１２´：フード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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