(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも粉鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料をバッチ式で焼結することにより、焼結鉱を製造するバッチ式焼結装置であって、
前記配合原料を供給するための原料供給部と、
前記原料供給部から供給される前記配合原料を粒径に応じて連続的に篩い分ける分級部と、前記分級部で篩い分けられた前記配合原料が、その粒径に応じて払い出し方向で連続的に分級して配置されるコンベアと、
前記コンベア上に配置された前記連続的に分級された配合原料が装入されて該配合原料を焼結するための焼結鍋と、を備え、
前記分級部は、前記コンベアの上流側に対応する位置で篩目の細目側が配設されるとともに、下流側に対応する位置で篩目の粗目側が配設されることにより、前記コンベアの上流側から下流側に向かうに従って連続的に粒径が大きくなるように前記配合原料を配置し、
前記コンベアは、前記下流側から払い出し方向に回転することにより、前記コンベア上に配置された前記配合原料を前記焼結鍋の内部に装入する際、前記配合原料の堆積方向において、前記焼結鍋の底部側から上部側に向かうに従って前記配合原料の粒径が連続的に小さくなるように粒度偏析を付与すること、を特徴とするバッチ式焼結装置。
【請求項２】
少なくとも粉鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料をバッチ式で焼結することにより、焼結鉱を製造するバッチ式焼結装置であって、
前記配合原料を供給するための原料供給部と、
前記原料供給部から供給される前記配合原料を粒径に応じて連続的に篩い分ける分級部と、
前記分級部で篩い分けられた前記配合原料が、その粒径に応じて払い出し方向で連続的に分級して配置される第１コンベアと、
前記第１コンベアの払い出し方向下流に配置され、前記第１コンベアが払い出し方向に回転することで、該第１コンベア上に配置された前記配合原料が落下して供給されるとともに、該配合原料が、その粒径に応じて、払い出し方向で連続的に分級して配置される第２コンベアと、
前記第２コンベア上に配置された前記配合原料が連続的に分級して分散装入され、該配合原料を加熱して焼結するための焼結鍋と、を備え、
前記分級部は、前記第１コンベアの下流側に対応する位置で篩目の細目側が配設されるとともに、上流側に対応する位置で篩目の粗目側が配設されることにより、前記第１コンベアの上流側から下流側に向かうに従って連続的に粒径が小さくなるように前記配合原料を配置し、
前記第１コンベアは、前記下流側から払い出し方向に回転することで、前記第１コンベア上に配置された前記配合原料を前記第２コンベア上に供給する際、該第２コンベアを前記第１コンベアと反対方向に回転させることにより、前記第２コンベアの上流側から下流側に向かうに従って粒径が連続的に大きくなるように前記配合原料を配置し、
前記第２コンベアが払い出し方向に回転することにより、前記第２コンベア上に配置された前記配合原料を前記焼結鍋の内部に装入する際、前記配合原料の堆積方向において、前記焼結鍋の底部側から上部側に向かうに従って前記配合原料の粒径が連続的に小さくなるように粒度偏析を付与すること、を特徴とするバッチ式焼結装置。
【請求項３】
少なくとも粉鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料をバッチ式で焼結することにより、焼結鉱を製造するバッチ式焼結方法であって、
前記配合原料を供給する原料供給工程と、
前記配合原料を粒径に応じて連続的に篩い分けてコンベア上に配置するとともに、該コンベアの上流側から下流側に向かうに従って粒径が連続的に大きくなるように配置する分級工程と、
前記コンベアを払い出し方向に回転させることにより、前記コンベア上に配置された前記配合原料を、堆積方向で前記焼結鍋の底部側から上部側に向かうに従って粒径が連続的に小さくなるように粒度偏析を付与しながら焼結鍋の内部に分散装入する充填工程と、
前記焼結鍋に装入された前記配合原料を焼結し、焼結鉱を得る焼結工程と、を備えることを特徴とするバッチ式焼結方法。
【請求項４】
少なくとも粉鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料をバッチ式で焼結することにより、焼結鉱を製造するバッチ式焼結方法であって、
前記配合原料を供給する原料供給工程と、
前記配合原料を粒径に応じて連続的に篩い分けて第１コンベア上に配置するとともに、該第１コンベアの上流側から下流側に向かうに従って粒径が連続的に小さくなるように配置する分級工程と、
前記第１コンベアを払い出し方向に回転させることにより、前記第１コンベアの鉛直下方に該第１コンベアと平行に沿って配置された第２コンベア上に向けて、前記第１コンベア上に配置された前記配合原料を落下させて供給するとともに、前記第２コンベアを前記第１コンベアと反対方向に回転させることにより、前記第２コンベアの上流側から下流側に向かうに従って粒径が連続的に大きくなるように前記配合原料を配置する配置工程と、
前記第２コンベアを払い出し方向に回転させることにより、前記第２コンベア上に配置された前記配合原料を、堆積方向で前記焼結鍋の底部側から上部側に向かうに従って粒径が連続的に小さくなるように粒度偏析を付与しながら焼結鍋の内部に分散装入する充填工程と、
前記焼結鍋に装入された前記配合原料を焼結し、焼結鉱を得る焼結工程と、を備えることを特徴とするバッチ式焼結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄プロセスにおける高炉用原料である焼結鉱を製造するためのバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法に関し、特に、焼結時の成品歩留や生産性を改善することが可能なバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄プロセスにおける高炉用原料である焼結鉱を製造する方法としては、大量生産において用いられる連続式のＤＬ式（Ｄｗｉｇｈｔ  Ｌｌｏｙｄ）の他、ＰＯＴ（ポット）式やＧＷ（Ｇｒｅｅｎａｗａｌｔ）式等の小型の焼結装置を用いるバッチ式の方法がある。このような方法で焼結を行う際には、焼結用原料として、主原料の鉄鉱石（粉鉱石）、副原料の石灰石、及び、コークス、さらに、必要に応じて、蛇紋岩、返鉱（高炉用原料として使用できない成品径の粉状焼結鉱）等を含む配合原料を用いる。
【０００３】
上記連続式の方法で焼結を行う際には、まず、焼結用原料の各成分等を調整しながら添加混合して配合原料とする。そして、この配合原料をホッパーに入れてさらに切出した後、焼結パレットに装入し、配合原料に含まれる粉状のコークスに着火して下方に空気を吸引することで、コークスを燃焼させて配合原料を加熱し、部分的に溶融させて焼き固めることにより、焼結鉱を製造する。このような下方吸引型を採用する焼結装置では、パレットの上から空気が吸引されて下方に通気され、コークスの燃焼熱が上層側から下層側へ伝熱されて焼結が進行する。このような工程で得られた焼結ケーキが破砕、整粒されることにより、平均粒度が２０ｍｍ程度の焼結鉱が製造される。この内の焼結工程は数分で加熱・冷却が行われる極めて短時間の処理であるが、焼結鉱製造時の歩留や生産性、得られる焼結鉱の品質に大きく影響する。
【０００４】
上記のような一般的な手順による焼結法では、パレット上に装入された配合原料における燃焼帯が上層側から下層側へ伝播する特性があり、上層の熱が下層でも利用されることから、上層で熱不足、下層で熱過剰となるという問題がある。
連続式のＤＬ型焼結機においては、配合原料の焼結機パレットへの装入時に、原料粒子が既に投入されて安息した斜面上を転動することにより、上下層の粒度偏析が起こる。この際、粉鉱石等に比べて凝結材である粉状コークスの粒度が小さいことから、自然に上層側の凝結材（コークス）濃度が大きくなるため、上述した上層側での熱不足や下層側での熱過剰等が抑制される。さらに、このような配合原料の上下層における偏析を強化する目的で、原料の装入装置において種々の改善も試みられている（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００５】
しかしながら、ＰＯＴ式等のバッチ式焼結装置を用いた方法の場合には、通常、原料を直接投入する方法が採用されるため、上述のような上下層におけるコークスの偏析ができない。このため、焼結時の熱効率が低下して歩留が低下し、生産性が劣化するという問題が生じる。またさらに、バッチ式焼結装置を試験装置に用い、製鐵所等において実機として多用されている連続式のＤＬ型焼結装置の再現試験を行う場合には、配合原料の充填状況を再現することができず、ハードシミュレーターとしての機能に問題が生じる。
【０００６】
ここで、例えば、配合原料を装入して充填するにあたり、予め準備した粒度の異なる原料を順次充填することにより、実質的に充填層を分割して粒度偏析を付与する方法も試みられている（例えば、非特許文献２を参照）。しかしながら、このような方法で配合原料の充填層に偏析を付与した場合、各々の層間に境界面が存在するため、実際の連続的な偏析とは異なることから、ハードシミュレーターとしての機能に問題があるばかりでなく、作業に手間がかかるという問題がある。
【０００７】
また、ＧＷ式の小型焼結装置において、原料の装入車から焼結ホッパーに向けて原料供給を行う方法が実施されている（例えば、非特許文献３を参照）。しかしながら、この方法においても、原料は直接焼結機パレットに供給され、コークスの好ましい偏析は起こらない。従って、上層側での熱不足や下層側での熱過剰が発生することから熱効率が悪く、歩留や生産性の低下が生じるという問題があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「焼結機給鉱部での原料粒度偏析の検討−鉄と鋼−」，日本鉄鋼協会，１９８５年，第７１巻，第１６号  Ｐ１８８８〜１８９４
【非特許文献２】「シュート式装入における焼結機内原料充填特性とその焼結反応への影響−鉄と鋼−」，日本鉄鋼協会，１９９１年，第７７巻，第１号  Ｐ６３〜７０
【非特許文献３】稲角忠弘著，「焼結鉱；資源少国日本の挑戦記録−鉄鋼技術の流れ−」，日本鉄鋼協会，２０００年，第２シリーズ，第１巻  Ｐ８１〜８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、特に、製鉄プロセスにおける高炉用原料である焼結鉱を製造するにあたり、焼結時の成品歩留や生産性を改善することが可能なバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結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】
【００１０】
本発明者等が上記問題を解決するために鋭意研究したところ、バッチ式の焼結装置を用いて焼結鉱を製造するにあたり、焼結鍋（パレット）に配合原料を装入、充填する際、粒径に応じて配置位置が変化する分級手段を設けた構成を採用することにより、配合原料の堆積方向における凝結材（コークス）濃度の偏析が強化できることを知見した。これにより、焼結鍋内に充填された配合原料のコークス濃度が、連続的に、上層側においては濃くなる一方、下層側においては薄くなるように装入することが可能となり、焼結時の配合原料全体の熱履歴が均一化され、上下層間での品質差が縮小するとともに、熱効率が改善されて歩留が向上し、生産性が高められることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明の要旨は以下のとおりである。
【００１１】
［１］  少なくとも粉鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料をバッチ式で焼結することにより、焼結鉱を製造するバッチ式焼結装置であって、前記配合原料を供給するための原料供給部と、前記原料供給部から供給される前記配合原料を粒径に応じて連続的に篩い分ける分級部と、前記分級部で篩い分けられた前記配合原料が、その粒径に応じて払い出し方向で連続的に分級して配置されるコンベアと、前記コンベア上に配置された前記連続的に分級された配合原料が装入されて該配合原料を焼結するための焼結鍋と、を備え、前記分級部は、前記コンベアの上流側に対応する位置で篩目の細目側が配設されるとともに、下流側に対応する位置で篩目の粗目側が配設されることにより、前記コンベアの上流側から下流側に向かうに従って連続的に粒径が大きくなるように前記配合原料を配置し、前記コンベアは、前記下流側から払い出し方向に回転することにより、前記コンベア上に配置された前記配合原料を前記焼結鍋の内部に装入する際、前記配合原料の堆積方向において、前記焼結鍋の底部側から上部側に向かうに従って前記配合原料の粒径が連続的に小さくなるように粒度偏析を付与すること、を特徴とするバッチ式焼結装置。
【００１２】
［２］  少なくとも粉鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料をバッチ式で焼結することにより、焼結鉱を製造するバッチ式焼結装置であって、前記配合原料を供給するための原料供給部と、前記原料供給部から供給される前記配合原料を粒径に応じて連続的に篩い分ける分級部と、前記分級部で篩い分けられた前記配合原料が、その粒径に応じて払い出し方向で連続的に分級して配置される第１コンベアと、前記第１コンベアの払い出し方向下流に配置され、前記第１コンベアが払い出し方向に回転することで、該第１コンベア上に配置された前記配合原料が落下して供給されるとともに、該配合原料が、その粒径に応じて、払い出し方向で連続的に分級して配置される第２コンベアと、前記第２コンベア上に配置された前記配合原料が連続的に分級して分散装入され、該配合原料を加熱して焼結するための焼結鍋と、を備え、前記分級部は、前記第１コンベアの下流側に対応する位置で篩目の細目側が配設されるとともに、上流側に対応する位置で篩目の粗目側が配設されることにより、前記第１コンベアの上流側から下流側に向かうに従って連続的に粒径が小さくなるように前記配合原料を配置し、前記第１コンベアは、前記下流側から払い出し方向に回転することで、前記第１コンベア上に配置された前記配合原料を前記第２コンベア上に供給する際、該第２コンベアを前記第１コンベアと反対方向に回転させることにより、前記第２コンベアの上流側から下流側に向かうに従って粒径が連続的に大きくなるように前記配合原料を配置し、前記第２コンベアが払い出し方向に回転することにより、前記第２コンベア上に配置された前記配合原料を前記焼結鍋の内部に装入する際、前記配合原料の堆積方向において、前記焼結鍋の底部側から上部側に向かうに従って前記配合原料の粒径が連続的に小さくなるように粒度偏析を付与すること、を特徴とするバッチ式焼結装置。
【００１３】
［３］  少なくとも粉鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料をバッチ式で焼結することにより、焼結鉱を製造するバッチ式焼結方法であって、前記配合原料を供給する原料供給工程と、前記配合原料を粒径に応じて連続的に篩い分けてコンベア上に配置するとともに、該コンベアの上流側から下流側に向かうに従って粒径が連続的に大きくなるように配置する分級工程と、前記コンベアを払い出し方向に回転させることにより、前記コンベア上に配置された前記配合原料を、堆積方向で前記焼結鍋の底部側から上部側に向かうに従って粒径が連続的に小さくなるように粒度偏析を付与しながら焼結鍋の内部に分散装入する充填工程と、前記焼結鍋に装入された前記配合原料を焼結し、焼結鉱を得る焼結工程と、を備えることを特徴とするバッチ式焼結方法。
【００１４】
［４］  少なくとも粉鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料をバッチ式で焼結することにより、焼結鉱を製造するバッチ式焼結方法であって、前記配合原料を供給する原料供給工程と、前記配合原料を粒径に応じて連続的に篩い分けて第１コンベア上に配置するとともに、該第１コンベアの上流側から下流側に向かうに従って粒径が連続的に小さくなるように配置する分級工程と、前記第１コンベアを払い出し方向に回転させることにより、前記第１コンベアの鉛直下方に該第１コンベアと平行に沿って配置された第２コンベア上に向けて、前記第１コンベア上に配置された前記配合原料を落下させて供給するとともに、前記第２コンベアを前記第１コンベアと反対方向に回転させることにより、前記第２コンベアの上流側から下流側に向かうに従って粒径が連続的に大きくなるように前記配合原料を配置する配置工程と、前記第２コンベアを払い出し方向に回転させることにより、前記第２コンベア上に配置された前記配合原料を、堆積方向で前記焼結鍋の底部側から上部側に向かうに従って粒径が連続的に小さくなるように粒度偏析を付与しながら焼結鍋の内部に分散装入する充填工程と、前記焼結鍋に装入された前記配合原料を焼結し、焼結鉱を得る焼結工程と、を備えることを特徴とするバッチ式焼結方法。
【００１５】
なお、本発明で言う、第２コンベア上における上流側とは、第１コンベアから配合原料を受け入れる際の第２コンベアの回転方向において、最初に配合原料を受け入れる側を言い、また、第２コンベア上における下流側とは、配合原料を払い出す際の第２コンベアの回転方向において、最初に配合原料を払い出す側を言う。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法によれば、上記構成により、コンベア上に配置された配合原料を焼結鍋の内部に装入する際、配合原料の堆積方向において、焼結鍋の底部側から上部側に向かうに従って配合原料の粒径が小さくなるように粒度偏析を強化しながら付与することができる。これにより、焼結鍋内に充填された配合原料のコークス濃度が、連続的に、上層側においては濃くなる一方、下層側においては薄くなるように装入することが可能となり、焼結時の配合原料全体の熱履歴が均一化され、上下層間での品質差が縮小するとともに、熱効率が改善されて歩留が向上し、生産性が高められるとともに、凝結材であるコークスの使用量を削減することが可能となる。また、連続式の焼結装置の再現試験に本発明を適用した場合には、原料である配合原料の充填状況を正確に再現することができ、ハードシミュレーターとしての試験精度が大幅に向上する。従って、製鉄プロセスの製銑工程において本発明のバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を適用することにより、溶銑品質の向上や製造コストの低減等のメリットを十分に享受することができ、その社会的貢献は計り知れない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態であるバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を模式的に説明する図であり、バッチ式焼結装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態であるバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を模式的に説明する図であり、図１に示すバッチ式焼結装置の要部を示す概略図で、（ａ）部分平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）、部分断面図である。
【図３】本発明の一実施形態であるバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を模式的に説明する図であり、バッチ式焼結装置に備えられる焼結鍋内に装入された配合原料の粒度分布を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態であるバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を模式的に説明する図であり、図１に示すバッチ式焼結装置を用いて焼結鉱を製造する際に、焼結鍋内に堆積された配合原料の層高と粒径との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施形態であるバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を模式的に説明する図であり、バッチ式焼結装置の全体構成を示す概略図である。
【図６】本発明の他の実施形態であるバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を模式的に説明する図であり、図４に示すバッチ式焼結装置を用いて焼結鉱を製造する際に、焼結鍋内に堆積された配合原料の層高と粒径との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明のバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法の実施の形態について、主に図１〜図６を適宜参照しながら説明する。なお、本実施形態は、本発明のバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法の趣旨をより良く理解させるために詳細に説明するものであるから、特に指定の無い限り本発明を限定するものではない。
【００１９】
まず、本発明の技術思想について以下に説明する。
本発明のバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法によって製造する焼結鉱は、製鉄プロセスにおいて用いられる高炉用原料である。本発明者等は、特に、バッチ式の焼結装置を用いて焼結鉱を製造する際の、上層側での熱不足並びに下層側での熱過剰等を抑制するため、鋭意検討を重ねた。その結果、焼結鍋に原料である配合原料を装入する際、粒径に応じて配置位置を連続的に変化させる分級部と、この分級部で篩い分けされた配合原料が粒径に応じて配置されるコンベアと、を備えた構成を採用し、このコンベアを払い出し方向に回転させることで、所定の粒度偏析を付与しながら、配合原料を焼結鍋の内部に装入できることを知見した。
【００２０】
ここで、一般に、ＤＬ式等の連続式の焼結装置の場合、連続的に供給される配合原料が斜面を転動する構成なので、他の原料粒子に比べて粒度の小さな粉状コークスは、一定の重力下においては自然に上層側に向かう。しかしながら、ＰＯＴ式やＧＷ式等、従来のバッチ式焼結装置を用いた場合には、焼結鍋の内部に人手等によって所定単位（バッチ式）で配合原料を供給することから、焼結鍋内においてコークスの層高方向での分布はほぼ一定となるため、上層側で熱不足、下層側で熱過剰となるという問題があった。このため、上述のような上下層におけるコークスの偏析を付与することができず、焼結時の熱効率が低下して生産性に劣るだけでなく、上下層間の品質差が発生し、得られる焼結鉱の歩留が低下するという問題があった。また、例えば、バッチ式焼結装置を試験装置に用い、製鉄所等における実機として多用されている連続式焼結装置の再現試験を行う場合には、原料である配合原料の充填状況を再現することができず、ハードシミュレーターとしての機能に問題が生じていた。
【００２１】
このような従来の問題に対し、本発明においては、以下に詳述するように、焼結鍋に配合原料を装入（充填）する際、粒径に応じて連続的に配置位置が変化する分級手段を設けた構成を採用した。これにより、焼結鍋内に充填する配合原料のコークス濃度を、連続的に、上層側においては濃くなる一方、下層側においては薄くなるように装入することができ、焼結時における配合原料全体の熱履歴を均一化することを可能とした。
【００２２】
［第１の実施形態］
以下、本発明のバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法の第１の実施形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００２３】
『バッチ式焼結装置』
本実施形態のバッチ式焼結装置１０は、図１に示すように、少なくとも粉鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料５５をバッチ式で焼結することによって焼結鉱５０を製造する装置であり、配合原料５５を供給するための原料供給部１と、この原料供給部１から供給される配合原料５５を粒径ｄに応じて篩い分ける分級部２と、この分級部２で篩い分けられた配合原料５５が、その粒径ｄに応じて、払い出し方向Ｈで分級して配置されるコンベア３と、このコンベア３上に配置された配合原料５５が分散装入され、該配合原料５５を加熱して焼結するための焼結鍋４とを備え、概略構成される。
【００２４】
そして、本実施形態のバッチ式焼結装置１０は、図１及び図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、分級部２が、コンベア３の上流側に対応する位置で、篩目２２の細目２２Ａ側が配設されるとともに、下流側に対応する位置で篩目２２の粗目２２Ｂ側が配設された構成とされることで、コンベア３の上流側から下流側に向かうに従って粒径ｄが連続的に大きくなるように配合原料５５を配置する。また、コンベア３が払い出し方向Ｈに回転することにより、コンベア３上に配置された配合原料５５を焼結鍋４の内部に装入する際、配合原料５５の堆積方向において、焼結鍋４の底部４ｂ側から上部４ａ側に向かうに従って配合原料５５の粒径ｄが連続的に小さくなるように粒度偏析を付与するように構成されている。
【００２５】
焼結鉱５０を製造するための焼結用原料としては、従来と同様、少なくとも、鉄鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料５５が挙げられ、さらに、必要に応じて、蛇紋岩や返鉱等を含む配合原料を用いることも可能である。
ここで、主原料である鉄鉱石（粉鉱石）としては、例えば、粒径が１０ｍｍ以下のものを使用することが好ましい。
また、石灰石は、配合原料５５においてフラックスとして機能する副原料であり、例えば、５ｍｍ以下のものを使用することが好ましい。
また、コークスは、焼結時の凝結材となる粉状のコークスであり、例えば、３ｍｍ以下のものを使用することが好ましい。
【００２６】
原料供給部１は、図示を省略するミキサー手段によって攪拌混合された、少なくとも粉鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料５５を分級部２に供給するためのものである。図示例の原料供給部１は、分級前の配合原料５５が内部に充填されるホッパー１１と、このホッパー１１の排出口１１ａから排出させる配合原料５５を搬送するための切り出しコンベア１２とから構成されている。このような、原料供給部１を構成するホッパー１１や切り出しコンベア１２については、この分野で従来から用いられている焼結装置と同様のものを何ら制限無く用いることができる。
ホッパー１１に充填された分級前の配合原料５５は、排出口１１ａから切り出しコンベア１２上に送り込まれた後、後述の分級部２へ向けて搬送される。
【００２７】
分級部２は、原料供給部１から供給される配合原料５５を粒径ｄに応じて篩い分ける機能を備えるものである。本実施形態で説明する例の分級部２は、一種の確率篩であって、図１及び図２に示すように、長さ方向において篩目２２の大きさを変化させた、複数で細長の篩部材２１から櫛歯状に構成されている。また、分級部２は、篩目、即ち、篩部材２１の長手方向が、後述のコンベア３の払い出し方向Ｈに沿って設けられている。また、図示例における櫛歯状の分級部２は、後述のコンベア３の上流３Ａ側に対応する位置で篩目２２の細目２２Ａ側が配設されるとともに、下流３Ｂ側に対応する位置で篩目２２の粗目２２Ｂ側が配設されている。またさらに、図示例の分級部２は、篩目２２の細目２２Ａ側から粗目２２Ｂ側に向けて、下方に傾けて配置されている。これにより、原料供給部１から供給された配合原料５５が、篩部材２１上を滑りながら細目２２Ａ側から粗目２２Ｂ側に移動する。この際、配合原料５５の内、粒度の低い粒子は細目２２Ａ付近から下方に落下し、コンベア３の上流３Ａ側の上に配置される一方、粒度の大きな粒子は、粗目２２Ｂ側まで篩部材２１上を滑りながら移動した後、粗目２２Ｂ付近から落下し、コンベア３の下流３Ｂ側の上に配置される。これにより、配合原料５５は、コンベア３のベルト３ａ上における上流３Ａ側から下流３Ｂ側の範囲において、粒度の小さい粒子から順次配置される。
【００２８】
本実施形態では、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、分級部２における篩目２２の間隔Ｃを、コンベア３の上流３Ａ側に対応する位置の細目２２Ａ側で３〜７ｍｍの範囲とし、下流３Ｂ側に対応する位置の粗目２２Ｂ側で１０〜２３ｍｍの範囲とすることが好ましい。またさらに、分級部２の篩目２２の上方から見た間隔ＣＨは、細目２２Ａ側と粗目２２Ｂ側との間で同一である構成を採用することが好ましい。なお、図２（ａ）〜（ｃ）に示す例において、分級部２の篩目２２の側面から見た間隔をＣＶとした場合、各間隔Ｃ、ＣＨ、ＣＶの関係は、次式｛Ｃ＝√（ＣＨ２＋ＣＶ２）で表すことができる。
【００２９】
本実施形態においては、分級部における篩目２２の間隔Ｃ、、ＣＨ、ＣＶを上記のような範囲及び関係とすることにより、配合原料５５を粒径ｄに応じて連続的に篩い分けることができる。これにより、後述するように、配合原料５５を、その粒径ｄに応じて、コンベア３の上流３Ａ側から下流３Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に大きくなるように配置することが可能となる。
【００３０】
なお、本実施形態において用いる分級部は、上記構成のものには限定されない。例えば、分級部を、上記のような篩部材からなる縦棒式の確率篩ではなく、下流側に向けて間隔が広がる横棒式に構成しても良い。あるいは、分級部として、下流側に向けて網目が拡大された網状の篩を用いても良い。
【００３１】
コンベア３は、ベルト３ａ上に、分級部２で篩い分けられた配合原料５５が落下しながら配置されるものであり、コンベア軸３ｂが図示略の動力手段に接続され、回転自在に構成されている。また、コンベア３のベルト３ａ上には、分級部２で篩い分けられた配合原料５５が、その粒径ｄに応じて、払い出し方向Ｈで分級して配置される。本実施形態では、上述したように、コンベア３の上流３Ａ側から下流３Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に大きくなるように配合原料５５が配置される。
このようなコンベア３は、この分野等において従来から用いられているコンベアと同様のものを、何ら制限無く採用することができる。また、配合原料５５の使用量が多いために、ベルト３ａ上に配合原料５５を高く堆積させる必要がある場合には、例えば、コンベア３の両側に障壁を設けた構成を採用することがより好ましい。
【００３２】
焼結鍋４は、配合原料５５中に含まれるコークスを、充填層内を上方から下層に向けて吸引させた空気で燃焼させて加熱することによって配合原料５５を焼結する鍋状の部材であり、この分野等において従来から用いられているものを何ら制限無く採用することができる。
また、本実施形態においては、上述したコンベア３のベルト３ａが払い出し方向Ｈに回転することにより、焼結鍋４の内部に、順次、配合原料５５が分散装入される。
【００３３】
ここで、上述したように、配合原料５５は、コンベア３の上流３Ａ側から下流３Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に大きくなるように配置されている。このような状態で配合原料５５が配置されたコンベア３を払い出し方向Ｈに回転させると、図３の模式図に示すように、焼結鍋４の内部に装入される配合原料５５が、堆積方向において、焼結鍋４の底部４ｂ側から上部４ａ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に小さくなるように粒度偏析が付与された状態で充填される。これにより、焼結鍋４内部の配合原料５５のコークス濃度は、焼結鍋４の上部４ａ側において濃くなり、一方、底部４ｂ側では薄くなる。
【００３４】
本実施形態では、焼結鍋４の内部に装入された配合原料５５が、上述のような粒度偏析並びにコークス濃度の偏析を付与された状態で、図示略の点火、吸引手段によって焼結を行う。これにより、焼結鍋４内の配合原料５５は、加熱焼結の際、コークス濃度の濃い上層側で十分な焼結熱が得られる一方、コークスの濃度の低い下層側では焼結熱が抑制されることで熱過剰が防止でき、配合原料全体の熱履歴が均一化される。これにより、製造される焼結鉱５０の上下層間での品質差が縮小するとともに、熱効率が改善されて歩留が向上し、生産性が高められる。また、熱効率が改善されることで、凝結材であるコークスの使用量、即ち、配合原料５５中におけるコークスの含有量を削減することができ、製造コストを低減することが可能となる。また、このようなバッチ式焼結装置１を、連続式のＤＬ型焼結装置の再現試験に適用した場合には、配合原料５５の充填状況を正確に再現することができ、ハードシミュレーターとしての試験精度が大幅に向上する。
【００３５】
『バッチ式焼結方法』
以下に、本実施形態のバッチ式焼結装置１０を用いて配合原料５５を焼結し、焼結鉱５０を得る方法について、図１、２を参照して説明する。
本実施形態のバッチ式焼結方法は、少なくとも粉鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料５５をバッチ式で焼結することにより、焼結鉱５０を製造する方法であり、配合原料５５を供給する原料供給工程（１）、配合原料５５を粒径ｄに応じて篩い分けてコンベア３上に配置するとともに、該コンベア３の上流３Ａ側から下流３Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に大きくなるように配置する分級工程（２）、コンベア３を払い出し方向Ｈに回転させることにより、コンベア３上に配置された配合原料５５を、堆積方向で焼結鍋４の底部４ｂ側から上部４ａ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に小さくなるように粒度偏析を付与しながら焼結鍋４の内部に分散装入する充填工程（３）、コークスを燃焼させて焼結鍋４中の配合原料５５を加熱することで焼結し、焼結鉱５０を得る焼結工程（４）、の各工程を順次備えてなる。
【００３６】
（１）原料供給工程
本実施形態では、原料供給工程の前に、まず、主材料である鉄鉱石、副材料である石灰石及びコークスを図示略のミキサー手段に投入して攪拌混合することにより、配合原料５５を調製する。
次いで、原料供給工程においては、配合原料５５を原料供給部１のホッパー１１に装入する。このホッパー１１に装入された配合原料５５は、排出口１１ａから順次排出して切り出しコンベア１２上に送出された後、切り出しコンベア１２を回転させるのに伴って、分級部２上へ向けて送出される。
【００３７】
（２）分級工程
次に、分給工程においては、配合原料５５を粒径ｄに応じて篩い分けてコンベア３上に配置するとともに、該コンベア３の上流３Ａ側から下流３Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に大きくなるように配置する。
【００３８】
具体的には、原料供給部１の鉛直下方において、篩目２２の細目２２Ａ側から粗目２２Ｂ側に向けて下方に傾けて設置された分級部２上に供給された配合原料５５が、篩部材２１上を滑りながら細目２２Ａ側から粗目２２Ｂ側に移動する。そして、配合原料５５の内、粒度の低い粒子は細目２２Ａ付近から下方に落下し、コンベア３の上流３Ａ側の上に配置される。次に、粒度の大きな配合原料５５は、粗目２２Ｂ側まで篩部材２１上を滑りながら移動した後、粗目２２Ｂ付近から落下し、コンベア３の下流３Ｂ側の上に配置される。
上記の作用により、配合原料５５は、コンベア３のベルト３ａ上における上流３Ａ側から下流３Ｂ側の範囲において、粒度の低い粒子から順次配置される。
【００３９】
（３）充填工程
次に、充填工程においては、コンベア３を払い出し方向Ｈに回転させることにより、コンベア３上に配置された配合原料５５を、堆積方向で焼結鍋４の底部４ｂ側から上部４ａ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に小さくなるように粒度偏析を付与しながら焼結鍋４の内部に分散装入する
【００４０】
具体的には、図示略の動力手段に接続されたコンベア軸３ｂを回転させることにより、ベルト３ａ上において、上流３Ａ側から下流３Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に大きくなるように配置された配合原料５５を、焼結鍋４の内部に順次、分散装入する。
この際、配合原料５５は、コンベア３の上流３Ａ側から下流３Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが大きくなるように配置されているので、焼結鍋４の底部４ｂ側から上部４ａ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に小さくなるように粒度偏析が付与された状態で充填される。このような粒度偏析を付与することにより、焼結鍋４内部の配合原料５５のコークス濃度は、焼結鍋４の上部４ａ側において濃くなる一方、底部４ｂ側では薄くなる。
【００４１】
（４）焼結工程
次に、焼結工程においては、焼結鍋４に装入された配合原料５５を焼結し、焼結鉱５０を得る。
具体的には、焼結鍋４の上方に配設された図示略の点火炉を用いて配合原料５５の上面に着火した後、焼結鍋４の下に配設された図示略の風箱から空気を吸引することにより、焼結鍋４の上方から下方へ向けて通風することで、配合原料５５中のコークスを上層側から下層側へと順次燃焼させる。これにより、配合原料５５が、上記粒度偏析並びにコークス濃度の偏析を付与された状態で、焼結鍋４中において加熱され、焼結鋼５０が得られる。
【００４２】
ここで、焼結鍋４内の配合原料５５は、コークス濃度の濃い上層側で十分な焼結熱が得られる一方、コークスの濃度の低い下層側では焼結熱が抑制されることで熱過剰が防止できるので、配合原料全体の熱履歴が均一化される。これにより、製造される焼結鉱５０の上下層間での品質差が縮小するとともに、熱効率が改善されて歩留が向上し、生産性が高められる。また、配合原料５５中におけるコークスの含有量を削減することができ、製造コストの低減が可能となる。
またさらに、本実施形態のバッチ式焼結装置１０を、連続式焼結装置の再現試験に適用した場合には、配合原料の充填状況を正確に再現することができ、ハードシミュレーターとしての試験精度が大幅に向上するという効果を併せ持つ。
【００４３】
［第２の実施形態］
以下、本発明のバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法の第２の実施形態について、主に図５及び図６を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記第１の実施形態と共通する構成については同じ符号を付して説明するとともに、その詳しい説明を省略する。
【００４４】
本実施形態のバッチ式焼結装置６０は、配合原料５５を供給するための原料供給部１と、原料供給部１から供給される配合原料５５を粒径ｄに応じて篩い分ける分級部２と、分級部２で篩い分けられた配合原料５５が、その粒径ｄに応じて、払い出し方向Ｈで分級して配置される第１コンベア３１と、この第１コンベア３１の鉛直下方に該第１コンベア３１と平行に沿って配置され、第１コンベア３１が払い出し方向Ｈに回転することで、該第１コンベアＨ上に配置された配合原料５５が落下して供給されるとともに、この配合原料５５が、その粒径ｄに応じて、払い出し方向Ｈで分級して配置される第２コンベア３２と、この第２コンベア３２上に配置された配合原料５５が分散装入され、この配合原料５５を加熱して焼結するための焼結鍋４と、を備えて概略構成される。
【００４５】
そして、分級部２は、第１コンベア３１の下流３１Ｂ側に対応する位置で篩目２２の細目２２Ａ側が配設されるとともに、上流３１Ａ側に対応する位置で篩目２２の粗目２２Ｂ側が配設されることにより、第１コンベア３１の上流３１Ａ側から下流３１Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に小さくなるように配合原料５５を配置する。次いで、第１コンベア３１が払い出し方向Ｈ１に回転することで、第１コンベア３１上に配置された配合原料５５を第２コンベア３２上に供給する際、この第２コンベア３２を第１コンベア３１と反対方向Ｒに回転させることにより、第２コンベア３２の上流３２Ａ側から下流３２Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に大きくなるように配合原料５５を配置する。そして、第２コンベア３２が払い出し方向Ｈ２に回転することにより、第２コンベア３２上に配置された配合原料５５を焼結鍋４の内部に装入するにあたり、配合原料５５の堆積方向において、焼結鍋４の底部４ｂ側から上部４ａ側に向かうに従って配合原料５５の粒径ｄが連続的に小さくなるように粒度偏析を付与するように構成されている。
【００４６】
本実施形態のバッチ式焼結装置６０は、分級部２において篩い分けられる配合原料５５が第１コンベア３１上に配置された後、この第１コンベア３１が回転することで第２コンベア３２上に配合原料５５を配置するように構成される。その後、第２コンベア３２が回転することで、焼結鍋４内部において配合原料５５を、粒度偏析を付与した状態で充填するように構成されている点で、第１の実施形態のバッチ式焼結装置１０とは異なる。
【００４７】
なお、本実施形態において説明する、第２コンベア３２上における上流３２Ａ側とは、第１コンベア３１から配合原料５５を受け入れる際の第２コンベア３２の回転方向において、最初に配合原料５５を受け入れる側を言う。また、第２コンベア３２上における下流３２Ｂ側とは、配合原料５５を払い出す際の第２コンベア３２の回転方向において、最初に配合原料５５を払い出す側を言う。
【００４８】
また、本実施形態のバッチ式焼結方法は、上述のような本実施形態のバッチ式焼結装置６０を使用し、少なくとも粉鉱石、石灰石及びコークスを含む配合原料をバッチ式で焼結することにより、焼結鉱を製造する方法であり、配合原料５５を供給する原料供給工程（１）、配合原料５５を粒径ｄに応じて連続的に篩い分けて第１コンベア３１上に配置するとともに、この第１コンベア３１の上流３１Ａ側から下流３１Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に小さくなるように配置する分級工程（２）、第１コンベア３１を払い出し方向Ｈ１に回転させることにより、第１コンベア３１の鉛直下方に該第１コンベア３１と平行に沿って配置された第２コンベア３２上に向けて、第１コンベア３１上に配置された配合原料５５を落下させて供給するとともに、第２コンベア３２を第１コンベア３１と反対方向Ｒに回転させることにより、第２コンベア３２の上流３２Ａ側から下流３２Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に大きくなるように配合原料５５を配置する配置工程（３）、第２コンベア３２を払い出し方向Ｈ２に回転させることにより、第２コンベア３２上に配置された配合原料５５を、堆積方向で焼結鍋４の底部４ｂ側から上部４ａ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に小さくなるように粒度偏析を付与しながら焼結鍋４の内部に分散装入する充填工程（４）、焼結鍋４に装入された配合原料５５を焼結し、焼結鉱５０を得る焼結工程（５）、の各工程を順次備えてなる。
【００４９】
本実施形態では、分級部２において篩い分けられる配合原料５５が、第１コンベア３１の上流３１Ａ側から下流３１Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に小さくなるように配置する。即ち、第１の実施形態においてコンベア３上に配置される形態とは、粒度ｄに応じて配置される方向が反対となる。また、本実施形態では、さらに、第１コンベア３１上に配置された配合原料５５を払い出すことで、第２コンベア３２上に、上流３２Ａ側から下流３２Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが連続的に大きくなるように配置する。
【００５０】
次いで、本実施形態では、第２コンベア３２を払い出し方向Ｈ２に回転させることにより、第１の実施形態と同様、第２コンベア３２上に配置された配合原料５５を、堆積方向で焼結鍋４の底部４ｂ側から上部４ａ側に向かうに従って粒径ｄが小さくなるように粒度偏析を付与しながら焼結鍋４の内部に分散装入する。この際、装入シュート４１が定点装入の場合には、焼結鍋４内に徐々に形成される配合原料５５の積層山の傾斜部において、流れ込む配合原料５５の自己偏析が生じ、第２コンベア３２において着実に形成された連続的な分級状態が、焼結鍋４内で崩壊するおそれがある。このため、装入シュート４１は、配合原料５５の装入と同時に、その先端が焼結鍋４内を横行移動可能な構成とすることが、焼結鍋４内における層高方向の連続的な分級の崩壊を抑制できる点から好ましい。
【００５１】
そして、第１の実施形態と同様、焼結鍋４の上方に配設された図示略の点火炉を用いて配合原料５５の上面に着火した後、焼結鍋４の下に配設された図示略の風箱から空気を吸引し、焼結鍋４の上方から下方へ向けて通風することで、配合原料５５中のコークスを上層側から下層側へと順次燃焼させる。これにより、配合原料５５が、上記粒度偏析並びにコークス濃度の偏析を付与された状態で、焼結鍋４中において加熱され、焼結鋼５０が得られる。
【００５２】
本実施形態においては、配合原料５５の粒径ｄに応じた配置処理を、分級部２に加え、第１コンベア３１及び第２コンベア３２を備えた２段階の分級配置を行う上記構成を採用することにより、第１の実施形態を適用した場合に比べて、より一層、粒度偏析を強化することが可能となる。
【００５３】
ここで、図４に示すグラフは、本発明の第１の実施形態で説明したバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を用いて配合原料を分級し、粒度偏析を付与しながら焼結鍋内に装入した、配合原料の層高と粒径との関係を示すグラフである。また、図６に示すグラフは、第２の実施形態で説明したバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を用いて同様に実験を行ったグラフである。また、この際に原料として用いた配合原料の粒度分布を下記表１のグラフに示している。
【００５４】
【表１】
0005505292.tif 000002
【００５５】
図４に示すように、本発明の第１の実施形態、即ち、図１に示すようなバッチ式焼結装置１を用いて配合原料を分級し、焼結鍋に装入することにより、約６００ｍｍの全体層高において、底部側から約１２０ｍｍの位置までは、粒径が５ｍｍ以上の配合原料の割合が多くなっていることがわかる。一方、焼結鍋の底部側から約１２０ｍｍよりも上の位置においては、粒径が３ｍｍ未満の配合原料の割合が多くなっており、上層に向かうに従って小径粒子の割合が徐々に高まっていることがわかる。
【００５６】
一方、図６に示すように、本発明の第２の実施形態、即ち、図５に示すようなバッチ式焼結装置１０を用いて同様の実験を行った場合には、図４に示すグラフの場合と同様、底部側から約１２０ｍｍの位置までは、粒径が５ｍｍ以上の配合原料の割合が多くなっていることがわかる。また、上記同様、焼結鍋の底部側から約１２０ｍｍよりも上の位置においては、粒径が３ｍｍ未満の配合原料の割合が多くなっていることがわかる。
またさらに、図５に示すようなバッチ式焼結装置１０を用いた場合には、図６のグラフに示すように、特に、層高が４００ｍｍ以上の位置において、粒径が３ｍｍ未満の配合原料の割合が非常に高くなっていることがわかる。即ち、焼結鍋内において、より一層、粒度偏析を強化することが可能となることがわかる。
【００５７】
以上説明したように、本発明に係るバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法によれば、上記構成により、コンベア上に配置された配合原料５５を焼結鍋４の内部に装入する際、配合原料５５の堆積方向において、焼結鍋４の底部４ｂ側から上部４ａ側に向かうに従って配合原料５５の粒径ｄが小さくなるように粒度偏析を強化しながら付与することができる。これにより、焼結鍋４内に充填された配合原料５５のコークス濃度が、連続的に、上層側においては濃くなる一方、下層側においては薄くなるように装入することが可能となり、焼結時の配合原料５５全体の熱履歴が均一化され、上下層間での品質差が縮小するとともに、熱効率が改善されて歩留が向上し、生産性が高められるとともに、凝結材であるコークスの使用量を削減することが可能となる。また、ＤＬ型等、連続式の焼結装置の再現試験に本発明を適用した場合には、原料である配合原料の充填状況を正確に再現することができ、ハードシミュレーターとしての試験精度が大幅に向上する。従って、製鉄プロセスの製銑工程において本発明のバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を適用することにより、溶銑品質の向上や製造コストの低減等のメリットを十分に享受することができ、その社会的貢献は計り知れない。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明に係るバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法の実施例を挙げ、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、もとより下記実施例に限定されるものではなく、前、後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００５９】
［実施例１］
本実施例では、図１に示すようなバッチ式焼結装置１０を使用し、原料である配合原料の分級処理を行い、粒度偏析を付与しながら焼結鍋中に配合原料を装入した後、焼結処理を行った。
この際、原料である配合原料５５としては、粉鉱石８３質量％、石灰石１３質量％を含む副原料１７質量％、及び、配合外数としてコークス４．５質量％を含むものを準備し、この配合原料５５の粒度分布を、上記表１に示した。
【００６０】
本実施例では、上述のように、バッチ式焼結装置１０を用い、まず、原料供給部１のホッパー１１に配合原料５５を装入した。
次いで、原料供給部１の鉛直下方に設置された分級部２に向けて配合原料５５を供給し、配合原料５５を分級してコンベア３上に配置した。
次いで、コンベア３を払い出し方向Ｈに回転させ、コンベア３上に配置された配合原料５５を、焼結鍋４の内部に順次、分散装入した。この際、焼結鍋４として、内部寸法が直径３００ｍｍ×高さ６００ｍｍのものを用い、合計で７５ｋｇの配合原料５５を装入した。
【００６１】
本実施例では、充填層の層高方向の粒度分布計測と焼結処理とを別々に行った。粒度分布計測では、焼結鍋４に配合原料５５を装入した後、厚さ３０ｍｍ、１０分割で原料を表層から順次採取し、乾燥後、その重量と粒度分布を測定した。粒度分布は、上記表１に示す粒度区分とし、表１中において重量比率で表記した。
【００６２】
この結果、焼結鍋４内部における配合原料５５の粒度分布は、図４のグラフに示すように、焼結鍋４の底部４ｂ側から上部４ａ側に向かうに従って粒径ｄが小さくなるように粒度偏析が付与されていることが明らかとなった。
【００６３】
そして、焼結処理にあたっては、１１００℃×９０秒の点火と、１３ｋＰａでの吸引操作によって焼結鍋４に装入された配合原料５５を焼結し、焼結鉱５０を得た。この際、焼結鍋４内に装入された配合原料５５は、焼結鍋４内の下層側から上層側に向かうに従って粒径ｄが小さくなるように粒度偏析が付与されているので、配合原料５５のコークス濃度は、焼結鍋４の上層側において濃くなり、下層側では薄くなっている。これにより、下記表２に示す評価結果のように、配合原料５５は、焼結鍋４内における上層側で熱不足が生じることが無く効率良く焼結され、焼結鍋４内の配合原料５５全体の焼結が完了する加熱時間は、３５分と短く、熱履歴が均一化して歩留が７８質量％となった。この結果、生産性の指標となる原料供給速度（Ｆ）が３４ｔ／ｄ／ｍ２と、非常に生産性に優れていることが確認できた。
【００６４】
【表２】
0005505292.tif 000003
【００６５】
［実施例２］
本実施例では、図５に示すようなバッチ式焼結装置６０を使用した点以外は、上記実施例１と同様に配合原料の分級処理を行い、粒度偏析を付与しながら焼結鍋中に配合原料を装入した後、焼結処理を行った。
【００６６】
本実施例においては、まず、分級部２において篩い分けた配合原料５５を、第１コンベア３１の上流３１Ａ側から下流３１Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが小さくなるように配置した。次に、第１コンベア３１を払い出し方向Ｈ１に回転させ、第１コンベア３１上に配置された配合原料５５を、第２コンベア３２上において上流３２Ａ側から下流３２Ｂ側に向かうに従って粒径ｄが大きくなるように配置した。
【００６７】
次いで、第２コンベア３２を払い出し方向Ｈ２に回転させることにより、上記実施例１と同様、第２コンベア３２上に配置された配合原料５５を、焼結鍋４の底部４ｂ側から上部４ａ側に向かうに従って粒径ｄが小さくなるように粒度偏析を付与しながら分散装入した。
【００６８】
次に、上記実施例１と同様の方法で、焼結鍋４内部における配合原料５５の粒度分布を調査し、粒度偏析の有無を確認した。この結果、焼結鍋４内部における配合原料５５の粒度分布は、図６のグラフに示すように、下層側から上層側に向かうに従って粒径ｄが小さくなるように粒度偏析が付与されていることが明らかとなった。また、図４のグラフ（第１の実施形態；実施例１）と、図６のグラフ（第２の実施形態；実施例２）を比較しても明らかなように、本実施例では、特に、層高が４００ｍｍ以上の位置において、粒径が３ｍｍ未満の配合原料の割合が非常に高くなっていることがわかる。即ち、焼結鍋４内において、粒度偏析がより強化されていることが明らかである。
【００６９】
そして、上記実施例１と同様に焼結処理した結果、実施例１よりもさらに好ましい結果が得られた。即ち、上記表２に示すように、焼結時間は３３分と短縮され、歩留が８０質量％まで向上した。この結果、原料供給速度は３７ｔ／ｄ／ｍ２となり、実施例１よりもさらに生産性に優れていることが確認できた。
【００７０】
［比較例］
本比較例では、上記実施例１、２と同様の成分、並びに、表１及び表２に示す粒度分布を有する配合原料を用い、従来から行われているバッチ式の人手装入による方法で焼結鍋中に配合原料を装入した後、焼結処理を行った。この際、分級処理を行わなかったことから、焼結鍋内に堆積された配合原料は、その上層及び下層の何れにおいても粒度分布が同じで、粒度偏析が無いことが確認された。
【００７１】
そして、上記実施例１、２と同様に実験を行った結果、上記表２に示すように、焼結時間は４０分、歩留が７２質量％であり、その結果、生産性の指標となる原料供給速度は２８ｔ／ｄ／ｍ２に留まった。これは、本比較例においては、本発明に係るバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を適用した配合原料の分級を行わず、焼結鍋内の配合原料に粒度偏析が付与されていないことから、上層側においては熱不足が生じる一方、下層側では熱過剰となり、熱履歴が均一となっていないためと考えられる。
【００７２】
以上説明した実施例の結果より、本発明のバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を適用することで、製鉄プロセスにおける高炉用原料である焼結鉱を製造するにあたり、熱効率が改善されて歩留が向上し、生産性が高められることが明らかとなった。また、連続式の焼結装置の再現試験に本発明を適用することで、原料である配合原料の充填状況を正確に再現することができ、試験精度が大幅に向上することが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、製鉄プロセスにおける高炉用原料である焼結鉱の製造に関し、焼結鍋に装入する配合原料に粒度偏析を付与することで、配合原料のコークス濃度が、上層側においては濃くなる一方、下層側においては薄くなるように装入することが可能となる。これにより、焼結時の配合原料全体の熱履歴が均一化され、上下層間での品質差が縮小するとともに、熱効率が改善されて歩留が向上し、生産性が高められるとともに、凝結材であるコークスの使用量を削減することが可能となる。また、ＤＬ型等の連続式の焼結装置の再現試験に本発明を適用した場合には、原料である配合原料の充填状況を正確に再現することができ、ハードシミュレーターとしての試験精度が大幅に向上する。従って、製鉄プロセスの製銑工程において本発明のバッチ式焼結装置及びバッチ式焼結方法を適用することにより、溶銑品質の向上や製造コストの低減等のメリットを十分に享受することができ、その社会的貢献は計り知れない。
【符号の説明】
【００７４】
１０、６０…バッチ式焼結装置
１…原料供給部、
１１…ホッパー、
１１ａ…排出口、
１２…切り出しコンベア、
２…分級部
２１…篩部材、
２２…篩目、
２２Ａ…細目、
２２Ｂ…粗目、
３…コンベア、
３ａ…ベルト
３ｂ…回転軸、
３Ａ…上流、
３Ｂ…下流、
３１…第１コンベア、
３１Ａ…上流、
３１Ｂ…下流、
３２…第２コンベア、
３２Ａ…上流、
３２Ｂ…下流、
４…焼結鍋、
４ａ…上部、
４ｂ…底部、
５０…焼結鉱、
５５…配合原料、
Ｃ…間隔（篩目）、
ＣＨ…間隔｛水平方向（平面）の間隔（篩目）｝、
ＣＶ…間隔｛鉛直方向（側面）の間隔（篩目）｝、
ｄ…粒径（配合原料）、
Ｈ、Ｈ１、Ｈ２…払い出し方向、
【図１】
0005505292.tif 000004
【図２】
0005505292.tif 000005
【図３】
0005505292.tif 000006
【図４】
0005505292.tif 000007
【図５】
0005505292.tif 000008
【図６】
0005505292.tif 000009