(57)【要約】【課題】焼結機の原料装入層の幅方向全体に渡って層厚を測定でき、これにより装入全体の状態を把握して高生産率で焼結鉱を製造できる、焼結原料の装入状態測定装置および焼結鉱の製造方法を提供すること。【解決手段】焼結機パレット上に装入された焼結原料を焼結して焼結鉱を製造するドワイトライト式焼結機において、焼結機パレット上に装入された焼結原料からなる原料装入層３５の層厚を測定するために用いる装置であって、焼結パレット上部の所定の高さ位置に固定されたレーザー距離計３０と、該レーザー距離計を焼結機幅方向の断面内で回転させる回転機構とを有し、回転によりレーザー距離計３０で原料装入層３５の表面を走査することで、該原料装入層の層厚を焼結機幅方向に連続的に測定する焼結原料の装入状態測定装置を用いる。複数のレーザー距離計３０が、焼結パレット幅方向に所定の間隔で配置され、同調して回転させることが好ましい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結機パレット上に装入された焼結原料を焼結して焼結鉱を製造するドワイトライト式焼結機において、前記焼結機パレット上に装入された焼結原料からなる原料装入層の層厚を測定するために用いる装置であって、前記焼結パレット上部の所定の高さ位置に固定されたレーザー距離計と、該レーザー距離計を焼結機幅方向の断面内で回転させる回転機構とを有し、前記回転により前記レーザー距離計で前記原料装入層の表面を走査することで、該原料装入層の層厚を焼結機幅方向に連続的に測定することを特徴とする焼結原料の装入状態測定装置。
【請求項２】
焼結機パレット上に装入された焼結原料を焼結して焼結鉱を製造するドワイトライト式焼結機において、前記焼結機パレット上に装入された焼結原料からなる原料装入層の層厚を測定するために用いる装置であって、前記焼結パレット上部の所定の高さに配置されたレーザー距離計と、該レーザー距離計を焼結機幅方向に移動させる移動機構とを有し、前記移動により前記レーザー距離計で前記原料装入層の表面を走査することで、該原料装入層の層厚を焼結機幅方向に連続的に測定することを特徴とする焼結原料の装入状態測定装置。
【請求項３】
レーザー距離計が、焼結パレット幅方向に所定の間隔で配置された複数のレーザー距離計からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焼結原料の装入状態測定装置。
【請求項４】
複数のレーザー距離計を同調して移動または回転させることを特徴とする請求項３に記載の焼結原料の装入状態測定装置。
【請求項５】
焼結機パレット上に装入された焼結原料を焼結して焼結鉱を製造するドワイトライト式焼結機を用いて焼結鉱を製造する際に、前記焼結機パレット上に焼結原料を装入後に、レーザー距離計を用いて装入された焼結原料からなる原料装入層の表面を走査することで、該原料装入層の層厚を焼結機幅方向に連続的に測定し、該測定結果を用いて前記焼結機パレット上に装入する焼結原料の幅方向の層厚を調整することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項６】
レーザー距離計により測定した原料装入層の層厚が、前記原料装入層の平均層厚に対して、設定した閾値以上に乖離する期間が設定期間以上継続した場合、前記乖離が発生した位置に対応する幅方向位置の焼結機パレット上に焼結原料を装入する装入装置のサブゲート開度を調整して、前記原料装入層の層厚を調整して焼成することを特徴とする請求項５に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項７】
原料装入層の層厚の乖離が平均層厚から一定値以内の場合は、前記乖離が発生した位置に対応する幅方向位置の分割ゲートの開度を調整し、原料装入層の層厚の乖離が平均層厚から一定値を超える場合は、前記分割ゲートとともに装入装置のメインゲート開度を調節することを特徴とする請求項６に記載の焼結鉱の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉄鉱石から焼結鉱を製造する焼結機で用いる焼結原料の装入状態測定装置および焼結鉱の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉製銑法において主原料として用いられる焼結鉱は、一般に、図１に示すような工程を経て製造される。以下、その製造方法について、図示したフローに従って簡単に説明する。図１に示すように、平均粒径１．０〜５．０ｍｍ程度の鉄鉱石粉や製鉄所内回収粉、焼結鉱篩下粉、石灰石やドロマイトなどの含ＣａＯ原料（ＣａＯ系副原料）、生石灰等の造粒助剤およびコークス粉、無煙炭などの凝結材などからなる焼結原料は、まずホッパー１にそれぞれ貯蔵される。そして、これらのホッパー１から、各種の原料をコンベヤ上に所定の割合で切り出し、混合用ドラムミキサー２ａ等により混合しながら適量の水を加えて調湿し、次いで造粒用ドラムミキサー２ｂに導入して造粒し、平均径が３．０〜６．０ｍｍの生造粒粒子（擬似粒子）とする。次いで、その造粒した焼結原料の造粒粒子（擬似粒子）は、焼結機上に配置されているサージホッパー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４００〜６００ｍｍ程度の厚さ（高さ）になるように装入されて原料装入層９を形成し、次いで、その原料装入層９の上方に設置した点火炉１０により、この原料装入層中にある炭材に点火する。そして、焼結機パレット８下に配置したウインドボックス１１による吸引により、該原料装入層９中の造粒粒子内の炭材（内装炭材）を順次燃焼させ、このときに発生する燃焼熱によって、該造粒した焼結原料を燃焼、溶融させることによって焼結させる。その後、焼結機パレット上に生成した焼結層（焼結ケーキ）は、破砕−整粒されて、５．０ｍｍ以上のものが成品焼結鉱として回収される。なお、４は床敷鉱ホッパーである。
【０００３】
ここで、原料装入層厚は焼成時の原料装入層（焼結ベッド）の通気性に大きく関係し、層厚の小さい部分では大きい部分に比較して、通気抵抗が小さい。このため、層厚の小さい部分では他より、多量の焼成用ガスが流れ、ガス流速が速くなる。これにより、ガス量速の速い部分では、粉コークス燃焼用の酸素が多く供給され、燃焼速度が増大して焼成が速く進行する。
【０００４】
ガス流速が過剰に速くなると、コークス燃焼による高温状態に十分保持できないまま、燃焼帯の進行のみが速く進み、焼成後の組織が脆弱化して成品の歩留が低下する。さらにガス流速が速くなると焼成自体が伝搬しなくなり、焼結ベッド内に未焼の領域が残留して生産性を低下させる事態が生じる。
【０００５】
焼結ベッドの幅方向で部分ごとに焼成速度が異なると、操業操作として焼成速度の最も遅い部分の焼成を完了させるために焼結機パレット速度を落として生産率を下げるか、一部を焼成未了のままで焼結機パレットから排鉱させて、返鉱を増大させながら操業することとなり、いずれにせよ、生産率を低減せざるを得ない。
【０００６】
そのため、歩留を改善し、返鉱量を低減して凝結材原単位を低減するためには、原料装入層の層厚分布を一定にしてガス流速分布の変動を抑え、焼成速度を幅方向で揃えて焼成することが望ましい。このためには焼結機パレット上に装入された原料の幅方向の層厚分布を正確に把握し、層厚を調整することが必要である。
【０００７】
焼結機パレット上の原料装入層の層厚を測定する技術として、原料給鉱側と排鉱側に幅方向に複数設置したレベル計で、幅方向各位置の給鉱部層厚と排鉱部層厚を測定し、その差から焼結鉱の収縮率を算出し、焼結鉱の冷間強度と機構率の各幅方向偏差が最少となるように給鉱部の原料装入密度を求め、この原料装入密度となるように分割ゲート開度を調整する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−５５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の技術では層厚計が幅方向に一定数設けられ、各層厚計直下部分の一定領域の原料装入層の平均的層厚を測定しているに過ぎない。測定域から外れた部分の状況は把握できないのが現状である。実際の装入では、装入装置各部への付着や摩耗などから、焼結機パレットへの幅方向での焼結原料の装入量は各位置で変化し、数ｃｍ幅で原料装入層の層厚が変化している。このため、原料装入層の最大や最小の層厚となる位置を測っていない場合が、往々にして発生している。
【００１０】
また、装入装置の方式によっては、原料装入層の表層の一定の位置に細い溝を形成しながら装入されることもある。しかし、層厚計直下の平均的な層厚を測定するのでは、このような層厚変化部位が距離計の測定エリアに入っておらずに、層厚の変化を見逃してしまう。また、測定エリアに入っていたとしても、広いエリア内での平均的層厚として捉えるため、細く深い溝などは小さな変化としてしか認識されない。また、原料装入層の幅方向で層厚が緩やかに傾斜している場合などは、幅方向の離散的な飛び飛びの位置しか測っていない層厚計群では、各層厚計測定値のばらつきに隠されて、検出が遅れてしまう。現状の測定では、原料装入層の装入全体の状態は把握できず、幅方向での焼結原料の装入量の調整が不十分なのが実状である。原料装入層の層厚変化を適切に検出できないと、焼結ベッド内に焼成速度の違いを生じ、ムラ焼けや未焼を引き起こして焼結鉱の歩留を低下させ、生産率が低位に抑制されてしまう。
【００１１】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、焼結機の原料装入層の幅方向全体に渡って層厚を測定でき、これにより装入全体の状態を把握して高生産率で焼結鉱を製造できる、焼結原料の装入状態測定装置および焼結鉱の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）焼結機パレット上に装入された焼結原料を焼結して焼結鉱を製造するドワイトライト式焼結機において、前記焼結機パレット上に装入された焼結原料からなる原料装入層の層厚を測定するために用いる装置であって、前記焼結パレット上部の所定の高さ位置に固定されたレーザー距離計と、該レーザー距離計を焼結機幅方向の断面内で回転させる回転機構とを有し、前記回転により前記レーザー距離計で前記原料装入層の表面を走査することで、該原料装入層の層厚を焼結機幅方向に連続的に測定することを特徴とする焼結原料の装入状態測定装置。
（２）焼結機パレット上に装入された焼結原料を焼結して焼結鉱を製造するドワイトライト式焼結機において、前記焼結機パレット上に装入された焼結原料からなる原料装入層の層厚を測定するために用いる装置であって、前記焼結パレット上部の所定の高さに配置されたレーザー距離計と、該レーザー距離計を焼結機幅方向に移動させる移動機構とを有し、前記移動により前記レーザー距離計で前記原料装入層の表面を走査することで、該原料装入層の層厚を焼結機幅方向に連続的に測定することを特徴とする焼結原料の装入状態測定装置。
（３）レーザー距離計が、焼結パレット幅方向に所定の間隔で配置された複数のレーザー距離計からなることを特徴とする（１）または（２）に記載の焼結原料の装入状態測定装置。
（４）複数のレーザー距離計を同調して移動または回転させることを特徴とする（３）に記載の焼結原料の装入状態測定装置。
（５）焼結機パレット上に装入された焼結原料を焼結して焼結鉱を製造するドワイトライト式焼結機を用いて焼結鉱を製造する際に、前記焼結機パレット上に焼結原料を装入後に、レーザー距離計を用いて装入された焼結原料からなる原料装入層の表面を走査することで、該原料装入層の層厚を焼結機幅方向に連続的に測定し、該測定結果を用いて前記焼結機パレット上に装入する焼結原料の幅方向の層厚を調整することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
（６）レーザー距離計により測定した原料装入層の層厚が、前記原料装入層の平均層厚に対して、設定した閾値以上に乖離する期間が設定期間以上継続した場合、前記乖離が発生した位置に対応する幅方向位置の焼結機パレット上に焼結原料を装入する装入装置のサブゲート開度を調整して、前記原料装入層の層厚を調整して焼成することを特徴とする（５）に記載の焼結鉱の製造方法。
（７）原料装入層の層厚の乖離が平均層厚から一定値以内の場合は、前記乖離が発生した位置に対応する幅方向位置の分割ゲートの開度を調整し、原料装入層の層厚の乖離が平均層厚から一定値を超える場合は、前記分割ゲートとともに装入装置のメインゲート開度を調節することを特徴とする（６）に記載の焼結鉱の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、焼結機パレット上に装入された原料装入層の層厚を焼結機幅方向全体について測定し、把握することが出来る。原料装入層の層厚の最大部、最小部の厚さを正確に認識でき、焼結原料の装入不全で原料装入層の表面に溝が発生するような場合、細かい溝であっても発生を検出できる。また、装入面の全体像を１つの線として把握するため、全体中で部位ごとにおきる緩慢で繊細な変化も検出することが出来る。これにより焼結機パレットへ焼結原料を装入する際に、幅方向の装入調整を適切に実施することが可能となり、焼成が均一的に進行し、焼結鉱の歩留まりが向上して、低凝結材元単位での操業が可能となる。これにより焼結鉱の生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】焼結鉱の製造方法を示すフロー図。
【図２】レーザー距離計の設置高さと測定可能域の関係。（Ａ）レーザー距離計位置が低く俯角が小さい場合、（Ｂ）レーザー距離計位置が高く俯角が大きい場合。
【図３】本発明の一実施形態を示す概略図。
【図４】超音波距離計とレーザー距離計との測定値の比較を示すグラフ。
【図５】レーザー距離計での走査測定結果の一例を示すグラフ。
【図６】レーザー距離計での連続測定結果の一例を示すグラフ。
【図７】焼結機の原料装入装置部分の斜視図。
【図８】焼結機の原料装入装置部分の焼結パレット進行方向での断面図。
【図９】層厚管理法と装入原料プロフィールの関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、焼結機パレット上への原料装入後のパレット上位置で、焼結機幅方向の原料層厚を連続線的に測定する装置である。焼結機幅方向に走査して層厚分布を測定する装置であって、実質的に焼結機幅方向の全域の層厚を測定する。層厚の連続線的な測定にはレーザーにより距離を測定する距離計を用いることが出来る。
【００１６】
例えば超音波距離計などを用いた測定方法では測定エリアが数１００ｍｍにまで広がるのに対して、レーザーを用いたレーザー距離計は、その優れた集束性から測定箇所を数ｍｍのスポットに限定できるため、位置を特定して測定することができる。このレーザー距離計を焼結機幅方向に走査して層厚を測定することで、各々の位置で正確に測定した層厚のプロフィールを作成することが可能となる。
【００１７】
走査する方式としてはいくつかの方法がある。まず、１台のレーザー距離計で距離計の直下の層厚を測定しながら、距離計自体を全幅区間で移動させて、幅方向の全位置の層厚を測定する方法である。しかし、１台の距離計を幅方向で移動させるには、数１０秒程度の移動時間を要し、その間に焼結機パレットが機長方向に大きく移動するため、幅方向の測定ながら機長方向に測定部がずれることも考慮しなくてはならない。また、全幅方向に長く移動することを繰り返すため、機械的にも駆動装置の負担が大きく、耐久性を要する。
【００１８】
そこで、幅方向にいくつかに区間を分割して、複数台の距離計を移動させることも可能である。しかし、装置が大掛かりとなり、設置に広いスペースが必要となるため、焼結機の装入部の既存設備状況によっては設置が困難になる場合がある。
【００１９】
そこで本発明では、特にレーザー距離計を固定点で首振り式に走査する方法を検討した。首振り式とは、固定位置に設置したレーザー距離計を幅方向断面内で回転させて、レーザー光の投射位置を変えながら、線状に走査する方式である。以下、この方式のレーザー距離計を首振り式レーザー距離計と記載する。固定位置で回転するだけであるため、装置駆動系への負荷が小さく耐久性的に非常に有利となる方法である。さらに、幅方向の区間を分割して、複数のレーザー距離計を同調させて、固定点で首振り式に走査することも可能である。１つの距離計で首振りをさせる場合、焼結機の全幅を走査させるには、焼結機上の高い位置に設置することが必要となる。その理由は、低い位置からレーザー光を投射すると、装入原料の形成する斜面の角度により、レーザー光の当たらない影の部分を生じ、測定不能となる箇所が生じるためである。この原理を図２を用いて説明する。２０がレーザー距離計であり、図２の（Ａ）が低い位置からレーザー光を投射する状況である。焼結原料２１の安息角は最大５０°程度であるため、この場合は黒く示す位置が測定不可能域２２となる。測定不可能域をなくすためには、それ以上の俯角（例えば、６０°以上の俯角）の範囲で測定する必要があり、そのためには、図２の（Ｂ）のようにレーザー距離計２０の設置位置は高い位置が必要となる。特にサイドウォール部は原料が高角の斜面を作る機会が多いので、レーザー光の俯角を大きくとるために、レーザー距離計をサイドウォールの直上に近い位置に配置するのが望ましい。
【００２０】
設備の都合上、このような高い位置への設置が困難な場合、焼結機幅方向区間を分割して、複数台の距離計で首振り式に走査するのであれば、設置位置をより低めることが可能である。焼結原料面からのレーザー距離計の高さは、レーザー光の俯角を大きく取り、かつ距離計の測定レンジの制限に応じて０．８〜４．５ｍ、望むらくは０．８〜２ｍに設置することが望ましい。複数台で走査する場合は、レーザー距離計の回転動作を同調させ、短時間で全ての区間を一度に走査することにより、走査時間中のパレット進行距離をごく短い距離にすることができ、実質的にパレット進行によるズレを無視することが出来る。１回の走査に要する時間は短い方が良く、現実的には１０秒以下が望ましい。
【００２１】
レーザー距離計による距離測定では投射光に対し、検出する反射光の侵入角度変化から距離を測定するので、レーザー距離計を原料表面に近い低位置に設置すると、侵入角度変化を大きく検出するから、距離の微小変化による角度変化を検出しやすくなり、距離測定の精度向上効果も得られる。
【００２２】
図３に本発明の一実施形態を示す。ここでは焼結機幅方向に５台のレーザー距離計３０を配置し、各々のレーザー距離計は幅方向の断面内（紙面に平行な方向）で回転する構造を有している。３１はレーザー距離計３０を取り付ける架台であり、３３はサイドウォール、３４はグレート上面、３５は原料装入層である。３２で示す点線は、レーザー光（投射光と反射光）の方向回転範囲を示している。
【００２３】
レーザー距離計３０の台数は、走査する範囲の大小により増減する。全てのレーザー距離計３０は動作を制御するコンピューターからの信号により、同期して回転する。設置場所は原料の装入状態を確認する目的としては、焼結パレット上部に、原料装入が終った直後で、表面を均すカットゲートより手前の段階に設置することが好ましい。この位置以外にも、カットゲートの効果を確認する目的で、カットゲート後（カットゲートの下流側）に配置すること等も可能である。
【００２４】
次に、上記のようにレーザー距離計により焼結機幅方向を走査して装入原料層厚を連続線的に測定する場合の焼結鉱の製造方法について説明する。
【００２５】
本発明では、焼結パレットへの焼結原料装入後の位置で、レーザー距離計により焼結機幅方向を走査して装入原料層厚を連続線的に測定して、その結果から幅方向の層厚を調整しながら焼成する。
【００２６】
原料装入層（焼結ベッド）の平均層厚に対して、設定した閾値以上に原料装入層の層厚が乖離している期間が設定期間以上に継続した場合、乖離した幅方向位置に対応する、焼結パレットに焼結原料を装入する装入装置のサブゲート開度を調整して、原料装入層の層厚を平均層厚から一定閾値内に調整して焼成する。
【００２７】
上記の方法を用いる場合、レーザー距離計を焼結機幅方向に走査して、幅方向全域の原料装入層の層厚を認識して、設定した閾値からの乖離が一定期間以上保持された場合に、分割ゲートの開度を調整するから、従来のスポットでの原料装入層の層厚測定に対して、より正確に層厚の乖離を認識して対応できる。レーザー距離計で走査した区間の層厚の平均値が、幅方向全体の層厚の平均値に対して乖離した層厚の値に応じて、対応する幅方向位置の焼結機パレット上に焼結原料を装入する分割ゲート開度を調整する。
【００２８】
さらに、原料装入層の層厚の乖離が平均層厚から一定値以内の場合は、対応する幅方向位置の分割ゲートの開度を調整することで、層厚を平均層厚に近づけるが、一定値以上乖離した場合は、焼結機パレット上に焼結原料を装入する装入装置のメインゲート開度を調節すると同時にあわせて分割ゲート開度を調節して、層厚を平均値に近づける操作を行うことが好ましい。
【００２９】
レーザー距離計は、焼結機の幅方向を走査できれば、上記に記載した装置以外にも、方式は自由に採用できるが、実用的には固定点で焼結機幅方向の断面内に首振り式に回転させて走査する方式の距離計が望ましい。これは、距離計自体を焼結機幅方向全区間を移動して走査するのに比較して、走査の運動が少ないため装置の耐久性が高く、かつ設置スペースも小さくすむからである。
【００３０】
分割ゲートの調整を実行する閾値としては、焼結機パレット上の装入原料層全体の平均層厚から１０ｍｍ以上離れた場合が適当である。閾値が１０ｍｍ未満であると、原料表面上の原料擬似粒子１個の置かれ方や、原料装入時の雪崩現象による凹凸発生のばらつきと同レベルとなり、変動の判別が難しいことと、実質的にベッド通気性の差が生じないためである。なお、雪崩現象とは、原料装入時に原料堆積面が安息角を超える度に、堆積面が崩壊して堆積面の角度を緩和することを繰り返す現象をいう。この雪崩のために表面には定期的に波状の変動が発生することになる。
【００３１】
層厚の変動が大きい場合、たとえば幅方向の一部で５０ｍｍを超えるような場合は、分割ゲートの開度だけでは、層厚調整が不十分となるため、メインゲートの開度をまず調整し、それに合わせて、分割ゲートの開度を調整する２段階の調整を行うことが好ましい。
【００３２】
層厚の変動が確認されてから、ゲートの調整を開始するまでの時間としては１分から５分とすることが適当である。焼結機のパレットは２〜４ｍ／ｍｉｎで移動しており、調整開始までの時間が長いと、層厚変動したままの装入が焼結機の大部分を占めてしまい、焼成の不均一を招くこととなる。一方で１分より短いと、数秒間の瞬時的な装入変動と区別がつかない。このため、層厚変動の影響を焼結機の小部分に限定するために、１〜５分とすることが適当となる。
【００３３】
図３、７、８を用いて本発明の一実施形態を説明する。図３では焼結機幅方向に５台のレーザー距離計３０を配置し、各々のレーザー距離計３０は幅方向の断面内で回転する構造を有している。全てのレーザー距離計３０は動作を制御するコンピューターからの信号により、同期して回転する。図７に焼結機の原料装入装置部分の斜視図を、図８に焼結パレット進行方向での断面図を示す。７０はサージホッパー、７１はメインゲート、７２は分割ゲート、７３はホッパー、７４はドラムシュート、７５はロールフィーダー、７６はパレット、７７は焼結原料、７８はレーザー光である、図８に示すように、レーザー距離計の設置場所は焼結原料の装入状態を確認する目的としては焼結原料の装入が終った直後で、表面を均すカットゲートより手前の段階に設置することが好ましい。
【００３４】
原料装入部は、ロールフィーダー７５にメインゲート７１が設置され、そのメインゲート７１に分割ゲート７２が乗っている構造である。
【実施例１】
【００３５】
焼結機の焼結パレット上に装入された焼結原料の層厚を、レーザー距離計と超音波距離計とを用いて測定し、比較を行った。測定は、焼結機幅方向に６台の距離計を配置して行った。
【００３６】
比較例である、従来の超音波距離計で測定した原料表面位置（層厚）の時間推移を図４に示す。超音波距離計での測定は、図４の右下に示すように、Ｎｏ．１〜６の超音波距離計４０を配置して行った。超音波距離計４０は約２００ｍｍ径の測定エリアの中の最高値を検出している。図４中にレーザー距離計で測定した２００ｍｍ幅（２０点）での平均値推移を併せて示す。上下の推移はほぼ同調しており、従来の測定位置での層厚値はレーザー距離計でも同様に測定できることを示している。
【００３７】
図５に本発明のレーザー距離計で測定した焼結機幅方向の原料層厚プロフィールを示す。２０時３０分から４分間ごとに変化したプロフィールの測定結果である。従来の測定では離散的に離れた特定位置の層厚しか把握できなかったが、本発明により、幅方向の全断面でのプロフィールが把握できるため、最大や最少の層厚となる位置が、どこに変化しても把握することが可能となった。この測定では２０時３４分（２０：３４）に水平方向（幅方向位置）５４００ｍｍ近傍で最大層厚を生じたことが分る。また、水平方向３４００ｍｍ、４４００ｍｍでは常に窪みの状態で、溝を形成していることも分る。また、従来の測定では把握できなかった、山のように盛り上がった部分や、谷のように凹んだ部分が、幅方向のどの程度のエリアで起きているかも把握でき、層厚の不均一を定量的に測定することが可能となった。このように、本発明により、焼結原料の層厚を従来よりも飛躍的に具体かつ定量的に把握することが可能となる。
【００３８】
さらに、この測定結果を経時的に並べ比較することで、層厚の形状変化がどこで起きているかも把握できる。図６では１時間の測定結果をコンピューター処理して１画面として出力し、図４と同じ時間帯にレーザー距離計で連続的に測定した測定結果を、１時間ごとに４画面で示している。画像処理として、たとえば、層厚が全体平均層厚±２０ｍｍ以内にある領域を濃い色の線で表示する、平均層厚より２０ｍｍ以上乖離した層厚の領域を薄い色の線で表示する等の処理を行うことで、測定結果をわかりやすく表示することができる。図６中に矢印で示すように、２０時３０分（２０：３０）頃に層厚プロフィールに大きな変化があったことが把握できる。層厚の不均一は概ね同じところで起きているが、時々変化があり、経時的にも不均一の位置が変化していることを認識することが出来る。
【実施例２】
【００３９】
本発明の効果を検証するために以下の実験を行った。焼結機において同じ原料を用い、層厚管理方法を変化させて焼結鉱の製造を行い、操業推移を調べた。
【００４０】
原料鉄鉱石は、通常、原料成分を調整するために数銘柄の鉱石を均等に積み付けて１本の長いベッドとし、これを数日かけて使っている。本実施例においては、同一の原料装入層内で層厚管理方法のみを１日ずつ変化させて操業試験を実施した。鉄鉱石以外の副原料も同一銘柄の同ロットのものを用いた。凝結材も同様に同じ物で試験を実施した。
【００４１】
図９に従来の超音波距離計による装入制御と、レーザー距離計による走査で判明した装入原料の表面形状に基づいて、焼結機幅方向の原料装入層の層厚を制御した場合の層厚プロフィールを示す。
【００４２】
図９において、従来法では、図９の上部に三角で示された水平方向位置に設置した超音波距離計で層厚を測定して操業した層厚プロフィールを示した（層厚はレーザー距離計でも測定した。）。一方、本発明方法は、首振り式レーザー距離計で走査した場合の結果であり、測定結果に基づき分割ゲート開度を調整して装入した場合の層厚プロフィールを太線で示した。
【００４３】
従来法では距離計直下以外の領域の層厚は把握できていないため、大きく層厚が変動した。一方、首振り式レーザー距離計での測定結果に基づく場合は、焼結機幅方向の全域の層厚が把握できるため、各分割ゲートの幅領域で焼結原料の過不足を正確に把握して開度を調整できる。このため、装入層厚のばらつきは大幅に低減して、ほぼ均一な層厚が達成された。特にサイドウォール近傍の層厚変動が解消されている。
【００４４】
表１に第１日〜第３日の、３日に渡る操業試験の結果を示す。第１日は超音波距離計を用いて定点での原料装入層の層厚を測定して、測定結果に基づき分割ゲート開度を調整して装入した場合、第２日は首振り式レーザー距離計を用いて幅方向の全体での原料装入層の層厚を測定して、測定結果に基づき分割ゲート開度を調整して装入した場合、第３日は首振り式レーザー距離計を用いて幅方向の全体での原料装入層の層厚を測定して、測定結果に基づきメインゲートと分割ゲート開度を調整して装入した場合である。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
第１日の従来の層厚制御に比べ、首振り式レーザー距離計を用いた場合は、返鉱が低減し生産率が向上した。また、焼結鉱強度も改善した。これは、原料装入層の層厚を均一にして焼成したため、部分ごとの焼成速度のばらつきが低減され、焼結機の幅方向でより均等に焼成し、焼けムラや未焼成となる部分が低減したためである。さらに、原料装入層の大きな層厚変動が生じた場合に、メインゲートの開度と分割ゲート開度を合わせて層厚調整を実施した第３日では、さらにフレキシブルに層厚調整が可能となったため、第２日より、よりいっそう返鉱が低減して生産率が向上した。同一の焼成で返鉱が低減することは、歩留が向上して、より少ない凝結材で焼成できることとなり、凝結材のコストだけでなく、炭酸ガスの排出量抑制の効果も得られる。
【符号の説明】
【００４７】
１    ホッパー
２    ミキサー
２ａ    混合用ドラムミキサー
２ｂ    造粒用ドラムミキサー
４    床敷鉱ホッパー
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    焼結機パレット
９    原料装入層
１０    点火炉
１１    ウインドボックス
２０    レーザー距離計
２１    焼結原料
２２    測定不可能域
３０    レーザー距離計（回転式）
３１    架台
３２    レーザー光（投射光と反射光）の方向回転範囲
３３    サイドウォール
３４    グレート上面
３５    原料装入層
４０    超音波距離計
７０    サージホッパー
７１    メインゲート
７２    分割ゲート
７３    ホッパー
７４    ドラムシュート
７５    ロールフィーダー
７６    パレット
７７    焼結原料
７８    レーザー光
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図６】
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