(57)【要約】【課題】焼結鉱を製造する焼結工程等を再現することができるようにする。【解決手段】焼結シミュレータは、ドラムフィーダを垂直方向に昇降する昇降機構と、装入シュートを水平方向に移動する移動機構と、装入シュートの水平方向の角度を調整する角度調整機構とを備えている。角鍋の底壁部には、焼結を行うときに熱を通すスリット部が設けられ、角鍋の底壁部の両端部には、当該両端部から上方に起立する一対の側壁部が設けられ、側壁部の少なくとも１つには、角鍋の内部を見るための窓部が設けられ、側壁部の間には、当該側壁部間を閉鎖する一対のシャッター壁が上方から着脱自在に設けられ、シャッター壁の先端側は鋭角とされている。【選択図】図３
2014088597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結する原料を挿入するホッパーと、前記ホッパーに貯鉱された原料を切り出すドラムフィーダと、前記ドラムフィーダで切り出した原料を一旦受けて外部に排出する装入シュートと、前記装入シュートから排出された原料が装入されるパレット台車と、前記パレット台車内で前記原料を受ける角鍋とを備え、
前記ドラムフィーダを垂直方向に昇降する昇降機構と、前記装入シュートを水平方向に移動する移動機構と、前記装入シュートの水平方向の角度を調整する角度調整機構とを備えており、
前記角鍋の底壁部には、前記焼結を行うときに熱を通すスリット部が設けられ、前記角鍋の底壁部の両端部には、当該両端部から上方に起立する一対の側壁部が設けられ、前記側壁部の少なくとも１つには、角鍋の内部を見るための窓部が設けられ、前記側壁部の間には、当該側壁部間を閉鎖する一対のシャッター壁が上方から着脱自在に設けられ、前記シャッター壁の先端側は鋭角とされていることを特徴とする焼結シミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高炉用原料である焼結鉱を製造する焼結機の焼結工程を模すことのできる焼結シミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高炉の原料として焼結鉱が使用されており、焼結鉱の装入状態や燃焼状態等を試験するものとして特許文献１及び２に示すものがある。
特許文献１は、ホッパー、ロールフィーダ、シュート、鍋を搭載した台車等からなる試験装置において、ロールフィーダの高さ、回転数及びシュートの角度をそれぞれ調整可能に構成すると共に、ロールフィーダとシュートとの相対位置を変えられるようにしている。
【０００３】
特許文献２は、実機焼結機の配合原料装入前のパレット上に焼結試験用の原料を装入した耐火性筒体を置き、筒体内の原料をパレットの移動と共に点火、焼結して任意の位置で抜き抜き取って焼結試験を行っている。
その他に、焼結原料を入れる容器等が開示されている技術として、特許文献３〜６に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−１３０３４号公報
【特許文献２】特開昭５８−１８１８２６号公報
【特許文献３】特開昭６３−２４７３１７号公報
【特許文献４】特開２０１０−０４７８０１号公報
【特許文献５】特開昭５４−０６８８９３号公報
【特許文献６】特開平０５−１４０６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、焼結鍋（容器）内に焼結の原料を入れて試験を行うものであるが、焼結鍋は４つの側壁を備えた箱体であるため、原料を焼結鍋に入れたときに、原料の流れが焼結鍋の側壁で止まってしまう。そのため、特許文献１の試験による原料の粒度分布が、実際に焼結機で行ったときの原料の粒度分布から乖離しまう。また、原料を焼結鍋に充填したときの充填層の状態が、実機での充填層と大きく異なることがあり、実機での焼結工程等を再現した焼結試験を行うことが難しい。また、特許文献１の試験では、焼結鍋において充填層を確認することができないため、焼結性良否を判定することが難しい。
【０００６】
特許文献２では、原料を焼結したときの状態を知ることができるものの、原料を焼結機に装入したときの装入状態が再現することができないため、実操業に対応した試験を行うことができないのが実情である。この他、特許文献３〜６に示すように、焼結原料を入れる容器が開示されているものの、これらの容器を用いても焼結鉱を製造する焼結工程を精度よく再現することができないのが実情である。
【０００７】
そこで、本発明では、焼結鉱を製造する焼結工程等を実験室等で精度よく再現することができる焼結シミュレータ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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明の焼結シミュレータは、焼結する原料を挿入するホッパーと、前記ホッパーに貯鉱された原料を切り出すドラムフィーダと、前記ドラムフィーダで切り出した原料を一旦受けて外部に排出する装入シュートと、前記装入シュートから排出された原料が装入されるパレット台車と、前記パレット台車内で前記原料を受ける角鍋とを備え、前記ドラムフィーダを垂直方向に昇降する昇降機構と、前記装入シュートを水平方向に移動する移動機構と、前記装入シュートの水平方向の角度を調整する角度調整機構とを備えており、前記角鍋の底壁部には、前記焼結を行うときに熱を通すスリット部が設けられ、前記角鍋の底壁部の両端部には、当該両端部から上方に起立する一対の側壁部が設けられ、前記側壁部の少なくとも１つには、角鍋の内部を見るための窓部が設けられ、前記側壁部の間には、当該側壁部間を閉鎖する一対のシャッター壁が上方から着脱自在に設けられ、前記シャッター壁の先端側は鋭角とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の焼結シミュレータによれば、焼結鉱を製造する焼結工程等を実験室等で精度よく再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】焼結試験を説明するための説明図である。
【図２】焼結シミュレータの全体図である。
【図３】ホッパー周辺の昇降機構等の詳細を示す詳細図である。
【図４】装入シュート周辺の移動機構及び角度調整機構等の詳細を示す詳細図である。
【図５】角鍋及びパレット台車の斜視図である。
【図６】角鍋における各部材の詳細図である。
【図７】シャッター溝を説明する説明図である。
【図８】パレット台車に原料及び角鍋を入れた状態を示す図である。
【図９】焼結シミュレータを用いた実験結果と、実際の操業を行ったときの操業結果との一例を示したものである。
【図１０】充填層の燃焼状態を評価するに際して従来の方法と本発明の方法とを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の焼結シミュレータについて図を基に説明する。
高炉に投入する焼結鉱を製造する焼結工場では、例えば、鉄鉱石、石灰石、コークス粉を配合し、ドラムミキサーで混合、水分７．０％〜７．５％に調湿し、この材料を焼結原料として装入装置を介して焼結機へ装入することにより焼結鉱を製造している。焼結機では、一定の層厚に充填した焼結原料（充填層）の表面にコークス粉を供給して着火して、焼結原料及びコークスを焼結機上で搬送しながらコークス粉を燃焼させる。焼結原料及びコークスの搬送中に、コークス粉の燃焼が順次進行していき、焼結機の排出側へ到達した時点でコークス粉の燃焼は終了する。なお、焼結機において焼結原料を焼結するにあたっては、当該焼結機の下側からブロアにて吸引している。
【００１２】
コークス粉の燃焼挙動は、充填層の通気性や原料中カーボン濃度分布の影響を大きく受ける。通気性は、主に原料自体の粒度と水分や原料の装入状態（原料装入状態）、カーボン濃度分布も原料装入状態に大きく依存しているため、実際に焼結機での操業では、原料装入状態を適切に管理することが重要である。即ち、原料の装入状態によって充填層の高方向の粒度やカーボン濃度分布は大きく変化する。
【００１３】
さて、実際の焼結機では、原料の装入状態は一定でなく変化し、これにより、コークス粉の燃焼挙動などが変化するため、焼結鉱の製造（焼結工場での操業管理）は難しいのが実情である。このようなことから、従来でも、焼結機での原料の装入状態を再現するために、実験室等で充填層を模擬的に作成し、この充填層の状態によって焼結に及ぼす影響を調査していたが、実験室で模擬的に作成した充填層と、実際の焼結機での充填層とが異なり、実機で適用することができないことがあった。
【００１４】
そこで、本発明の焼結シミュレータでは、実験室で、焼結機で実際に操業を行ったときの充填層を再現し、かつ充填層を壊さすに焼結することが可能となる。
以下、焼結シミュレータについて詳しく説明する。
図１に示すように、実験室等での焼結試験は、所定の原料１をドラムミキサー２で混合及び造粒し、その原料を焼結シミュレータ３に装入して、焼結シミュレータ３で充填層を形成し、充填層が装入された角鍋３７を焼結シミュレータ３から取り出して、ブロア機５で吸引しながら焼結を行う。
【００１５】
図１に示すように、焼結シミュレータ３は、ドラムミキサー２で混合及び造粒した原料が装入されるホッパー３１と、ホッパー３１に貯蔵（貯鉱）された原料を切り出すドラムフィーダ３３と、ドラムフィーダ３３で切り出した原料を一旦受けて外部に排出する装入シュート３４と、装入シュート３４から排出された原料が装入されるパレット台車３６と、パレット台車３６に装入された原料を受けることにより充填層を形成する角鍋３７とを備えている。
【００１６】
ホッパー３１の下側にドラムフィーダ３３が配置され、このドラムフィーダ３３の下側に装入シュート３４が配置され、さらに、この装入シュート３４の下側にパレット台車３６に配置されている。パレット台車３６の内部に角鍋３７が入れられるようになっている。
図２に示すように、ホッパー３１は、上部及び下部が開口している直方体で構成されたもので、当該ホッパー３１は、上部及び下部の開口部を縦方向に向けて昇降機構３２を介して固定フレーム３２１に取り付けられている。
【００１７】
図２、３に示すように、昇降機構３２は、ホッパー３１の両側に、固定フレーム３２１から上方に２つの架台３２３を起立させ、この架台３２３に昇降部材（例えば、スクリュージャッキネジ）３２４を昇降自在に取り付け、この昇降部材３２４に当該昇降部材３２４の昇降に伴って上下する昇降フレーム３２５を取り付けることにより構成されている。この架台３２３には、昇降操作を行う操作部材（例えば、操作ハンドル）３２２が設けられ、昇降フレーム３２５にホッパー３１が取り付けられている。
【００１８】
操作ハンドル３２２を回転させると、スクリュージャッキネジ３２４が回転して当該スクリュージャッキネジ３２４が昇降するため、ホッパー３１が操作ハンドル３２２の操作に応じて垂直方向（昇降方向）に移動する。また、ホッパー３１の昇降に伴って、当該ホッパー３１の下部に取り付けられたドラムフィーダ３３も、垂直方向に移動するようになっている。
【００１９】
図２に示すように、ドラムフィーダ３３は、外側を形成する円筒状の外筒３３１の内部に、回転自在な内筒３３２を設けることにより形成されたもので、これら外筒３３１及び内筒３３２には、円筒部にはホッパー３１からの原料を供給する供給口と、供給された原料を装入シュート３４に向けて排出する排出口とが形成されている。このドラムフィーダ３３は、軸心を水平方向にしてホッパー３１の下部に取り付けられ、内筒３３２の回転速度を調整する電動機が連結されている。
【００２０】
装入シュート３４は、ドラムフィーダー３３から切り出された原料を連続的にパレット台車３６へ導くための中継シュートである。装入シュート３４は、有底状であって上部が開放された箱型に形成された装入シュート本体３４１と、装入シュート本体３４１の水平方向の角度を調整する角度調整機構３５と、装入シュート本体３４１を水平方向に移動する移動機構３４２とを備えている。
【００２１】
詳しくは、図２、４に示すように、移動機構３４２は、昇降フレーム３２５の下部に設置された横フレーム３２５１に、当該横フレーム３２５１に沿って移動する水平移動フレーム３４３を設けると共に、この横フレーム３２５１に回転自在なスプロケット３４４、３４４を設けて、スプロケット３４４、３４４間にチェーン３４５を掛け渡すと共に当該チェーン３４５の一部（中途部）を水平移動フレーム３４３に連結することにより構成されている。この移動機構３４２には、水平移動フレーム３４３を移動させる、即ち、スプロケット３４４（チェーン３４５）を回転させる操作部材（例えば、操作ハンドル）３４６が取り付けられている。
【００２２】
操作ハンドル３４６を回転させると、スプロケット３４４及びチェーン３４５が回転し、操作ハンドル３４６の操作に伴って水平移動フレーム３４３を水平方向に移動させることができる。
角度調整機構３５は、装入シュート本体３４１の上端と水平移動フレーム３４３との間にターンバックル方式の伸縮ロッド３５１を配置し、この伸縮ロッド３５１の下端を水平移動フレーム３４３に枢支すると共に、この伸縮ロッド３５１の上端と装入シュート本体３４１の左端（一端）を枢支し、さらに、装入シュート本体３４１の右端（他端）を水平移動フレーム３４３に枢支することにより構成されている。伸縮ロッド３５１には、当該伸縮ロッド３５１を伸縮させる操作部材（例えば、操作ハンドル）３５２が取り付けられている。
【００２３】
操作ハンドル３５２を回転させると、伸縮ロッド３５１が伸縮し、装入シュート本体３４１の右側を枢支点として、当該装入シュート３４の左側が昇降することにより、装入シュート本体３４１が傾斜して角度を調整することができる。
図２、５に示すように、パレット台車３６は、上部が開放状となった箱型（直方体）に形成されたもので、上部の開放部に角鍋３７や原料を装入することができるようになっている。パレット台車３６の右側（一端）にはワイヤー３８が連結されると共に、ワイヤー３８を巻き取る巻き取り機３９が設けられている。また、パレット台車３６の下部には車輪が設けられ、ワイヤー３８を巻き取り機３９によって巻き取ることにより、当該パレット台車３６を固定フレーム３２１の外側に移動させることができるようになっている。
【００２４】
詳しくは、パレット台車３６は、車輪が装着された板状の底壁部３６１と、この底壁部３６１の４辺のそれぞれから上方に立ち上がる板状の側壁部３６２とを備えている。板状の各側壁部３６２は、板状の底壁部３６１と直交していて、対向する角側壁部３６２同士は互いに平行している。
次に、角鍋３７について、図５を用いて説明する。
【００２５】
図５に示すように、角鍋３７は、パレット台車３６に入れられる原料を当該パレット台車３６内で受けることにより焼結試験用サンプルを採取するもので、底壁部３７１と、底壁部３７１の幅方向両端部から上方に起立する一対の側壁部３７２、３７２とを備えている。説明の便宜上、図５の左側の側壁部を、第１側壁部３７２ａとし、図５の右側の側壁部を、第２側壁部３７２ｂとする。
【００２６】
角鍋３７の側壁を構成する第１側壁部３７２ａと第２側壁部３７２ｂとのうち、少なくとも１つの側壁部（例えば、第１側壁部３７２ａ）には、角鍋３７の内部を見るための窓部３７３が設けられている。なお、第１側壁部３７２ａと第２側壁部３７２ｂとの両方に窓部３７３を設けてもよい。
また、角鍋３７は、第１側壁部３７２ａと、第２側壁部３７２ｂとの間に配置されて、当該第１側壁部３７２ａと第２側壁部３７２ｂとの間を閉鎖する一対のシャッター壁３７４，３７４が設けられている。説明の便宜上、図５の手前のシャッター壁を、第１シャッター壁３７４ａとし、図５の奥側のシャッター壁３７４を、第２シャッター壁３７４ｂとする。
【００２７】
この第１シャッター壁３７４ａと，第２シャッター壁３７４ｂとは、それぞれ第１側壁部３７２ａ及び第２側壁部３７２ｂに着脱自在となっている。それゆえ、第１シャッター壁３７４ａ及び第２シャッター壁３７４ｂを第１側壁部３７２ａ及び第２側壁部３７２ｂに取り付けた状態では、角鍋３７の全体は、上方が開放した箱型に形成されている。
一方、第１シャッター壁３７４ａ及び第２シャッター壁３７４ｂを取り外した状態では、角鍋３７は、正面視で略コの字型となっていて上方及び奥行き方向が開放状となる。
【００２８】
次に、底壁部３７１、第１側壁部３７２ａ、第２側壁部３７２ｂ、第１シャッター壁３７４ａ及び第２シャッター壁３７４ｂについて、図６等を用いて詳しく説明する。なお、各鍋３７の説明では、説明の便宜上、図６（ｂ）、（ｃ）の紙面の左右方向を左右方向或いは幅方向、この幅方向と直交する方向を前後方向或いは奥行き方向とする。
図６（ｂ）に示すように、底壁部３７１は、通気性があるスリット部を有するスリット板材３７１ａと、このスリット板材３７１ａを載置する板状の載置板３７１ｂとを備えている。
【００２９】
スリット板材３７１ａは、複数本の棒材を幅方向又は奥行き方向に所定の間隔で並べて各棒材を連結することにより構成されている。なお、棒材の間隔（空隙）がスリット部とされている。なお、板状の部材（板部材）に厚み方向に貫通するスリット状の貫通孔を設けることによりスリット板材３７１ａ及びスリット部（貫通孔）を形成してもよい。
この実施形態では、スリット板材３７１ａにおけるスリット部の間隔（隙間）は、０．４ｍｍとされている。スリット部の間隔を０．４ｍｍとすることにより、０〜１０ｍｍの粒度分布を有する原料が落下しにくく、原料によってスリット部が閉鎖しないようにしている。スリット板材３７１ａのスリット部は、後述するように角鍋３７内に形成した充填層の燃焼試験（焼結試験）が行えるように、熱を通す通気性があるものであれば、上述したものに限定されない。
【００３０】
載置板３７１ｂは、枠形に形成されていて、スリット板材３７１ａの外周縁部を嵌めこむことができるようになっている。載置板３７１ｂにスリット板材３７１ａを嵌めこむことにより、底壁部３７１が構成される。
第１側壁部３７２ａは、載置板３７１ｂの幅方向の縁部（例えば、左縁部）に、窓枠体３７２ａ１の下部を接続して、当該窓枠体３７２ａ１を載置板３７１ｂから起立させ、起立した窓枠体３７２ａ１の内側に、板状であって透明のガラス板３７２ａ２を装着することにより構成されている。言い換えれば、第１側壁部３７２ａの窓部３７３は、窓枠体３７２ａ１にガラス板３７２ａ２を嵌めこむことにより構成されている。
【００３１】
この実施形態では、窓枠体３７２ａ１の内側に鉄鋼製のスペーサ３７７１を入れ、透明で且つ約１２００℃の耐熱のガラス板３７２ａ２をスペーサ３７７１を介して窓枠体３７２ａ１に嵌め込み、さらに、ガラス板３７２ａ２を、内側から鋼鉄製の取付部材３７７２によって押さえ込んで、この取付部材３７７２をボルト３７７３等を介して窓枠体３７２ａ１に固定することにより窓部３７３を構成している。
【００３２】
図５、図６（ｃ）及び図７に示すように、第１側壁部３７２ａ（窓枠体３７２ａ１）の奥行き方向の両端部（前後両端部という）には、第１シャッター壁３７４ａ或いは第２シャッター壁３７４ｂを通すためのシャッター溝３７５ａが形成されている。このシャッター溝３７５ａは、第１側壁部３７２ａの前後両端部から奥行き方向の外側に突出して中途部で幅方向内側に突出する略Ｌ字形のＬ字金具３７５ａ１を、第１側壁部３７２ａの前後両端部に上下に設けることにより構成されている。
【００３３】
第１側壁部３７２ａの前後両端部に設けたＬ字金具３７５ａ１を見ると、Ｌ字金具３７５ａ１には、所定の間隔で切り欠いた切り欠き部３７５ａ２が形成されており、この切り欠き部３７５ａ２は、原料を外側に移動させるための通孔とされている。このようにすれば、角鍋３７に入った材料は自然と、通孔３７５ａ２を通って外側に移動するため、後述するように、第１シャッター壁３７４ａ或いは第２シャッター壁３７４ｂをシャッター溝３７５ａに挿入するときに原料による挿入障害を低減することができる。
【００３４】
第２側壁部３７２ｂは、載置板３７１ｂの幅方向の縁部（例えば、右縁部）に板状の部材（板部材）の下部を接続し、当該板部材（第２側壁部３７２ｂ）を第１側壁部３７２ａ（窓枠体３７２ａ１、ガラス板３７２ａ２）と平行に対面させることにより構成されている。
第２側壁部３７２ｂの前後両端部にも、第１側壁部３７２ａと同様に、第１シャッター壁３７４ａ或いは第２シャッター壁３７４ｂを通すためのシャッター溝３７５ｂが形成されている。このシャッター溝３７５ｂは、第１側壁部３７２ｂの前後両端部から奥行き方向の外側に突出して中途部で幅方向内側に突出する略Ｌ字形のＬ字金具３７５ｂ１を、前後両端部に上下に設けることにより構成されている。
【００３５】
Ｌ字金具３７５ｂ１にも、原料を外側に移動させるための通孔（切り欠き部）３７５ｂ２が形成されており、第１シャッター壁３７４ａ或いは第２シャッター壁３７４ｂをシャッター溝３７５ｂに挿入するときに原料による挿入障害を低減している。
なお、第２側壁部３７２ｂの表面側には、丸棒等から構成される補強部材３７７４が複数設けられ、第１側壁部３７２ａ（窓枠体３７２ａ１）の上端と、第２側壁部３７２ｂ（板部材）の上端とは、連結結材（例えば、丸棒）３７７５により互いに連結されている。これらの補強によって、角鍋３７が高温に晒されたとしても、変形がし難い構成となっている。
【００３６】
図６（ａ）及び図７に示すように、第１シャッター壁３７４ａ及び第２シャッター壁３７４ｂは、板部材で構成されている。第１シャッター壁３７４ａ及び第２シャッター壁３７４ｂにおいて、挿入側（先端）は、他の部分と比べて尖った先細りの形状とされている。言い換えれば、第１シャッター壁３７４ａ及び第２シャッター壁３７４ｂの短辺側（厚み方向の辺側）が下に行くにしたがって徐々に厚みが小さくなる形状とされている（第１シャッター壁３７４ａ及び第２シャッター壁３７４ｂの挿入側が鋭角となっている）。この実施形態では、第１シャッター壁３７４ａ及び第２シャッター壁３７４ｂの挿入側の先端の角度を垂直方向に対して４５度の鋭角にしており、第１シャッター壁３７４ａ及び第２シャッター壁３７４ｂの先端部であって、その先端部の外側（外面側）が傾斜面となっている。
【００３７】
第１シャッター壁３７４ａを装着するにあたっては、まず、第１シャッター壁３７４ａの挿入側を下に向け、当該第１シャッター壁３７４ａの幅方向両端部（左右両端部）を、例えば、第１シャッター壁３７４ａの手前側に設けられたシャッター溝３７５ａと、第２側壁部３７２ｂの手前側に設けられたシャッター溝３７５ｂとに上方から略同時に挿入する。そして、挿入した第１シャッター壁３７４ａを下方に押しながら移動させることにより、第１シャッター壁３７４ａを装着することができる。
【００３８】
また、第２シャッター壁３７４ｂを装着するにあたっては、上述した第１シャッター壁３７４ａと同じように、まず、第２シャッター壁３７４ｂの挿入側を下に向け、当該第２シャッター壁３７４ｂの幅方向両端部（左右両端部）を、例えば、第１側壁部３７２ａの奥側に設けられたシャッター溝３７５ａと、第２側壁部３７２ｂの奥側に設けられたシャッター溝３７５ｂとに上方から略同時に挿入する。そして、挿入した第２シャッター壁３７４ｂを下方に移動することにより、第２シャッター壁３７４ｂ装着することができる。
【００３９】
以上のように、焼結シミュレータ１は、焼結する原料を挿入するホッパー３１と、このホッパー３１に貯蔵（貯鉱）された原料を切り出すドラムフィーダ３３と、ドラムフィーダ３３で切り出した原料を一旦受けて外部に排出する装入シュート３４と、装入シュート３４から排出された原料が装入されるパレット台車３６と、パレット台車３６に装入された原料を受けることにより充填層を形成する角鍋３７とを備え、ドラムフィーダ３３は、昇降機構３２によって垂直方向に移動（昇降）可能で、装入シュート３４は、移動機構３４２によって水平方向に移動可能で、角度調整機能により水平方向の角度が調整可能となっているため、パレット台車３６に装入する原料の装入状態を自在に変更することができる。
【００４０】
例えば、昇降機構３２によってドラムフィーダ３３を垂直方向に移動させることにより原料の落下距離を一定にすることができる。また、角度調整機能により装入シュート３４の水平方向の角度を変え、移動機構３４２によって装入シュート３４の水平方向の位置移動を変えることにより、原料が装入シュートの斜面を通過する距離や速度を調整することができる。
【００４１】
また、角鍋３７の底壁部３７１の幅方向の両端部には、上方に起立する一対の側壁部３７２、３７２（第１側壁部３７２ａと第２側壁部３７２ｂ）を設けているため、角鍋３７が奥行き方向に開放状となる。そのため、この状態で角鍋３７をパレット台車３６に入れた後、パレット台車３６に原料を入れれば、原料は角鍋３７に入りつつ、角鍋３７の開放状となっている部分から角鍋３７外へ出て行くため、実操業における原料の装入状態を再現し、角鍋３７内に充填層を再現することができる。
【００４２】
さらに、一対の側壁部３７２、３７２（第１側壁部３７２ａと第２側壁部３７２ｂ）の間には、当該側壁部間３７２、３７２を閉鎖する一対のシャッター壁３７４、３７４（第１シャッター壁３７４ａ、第２シャッター壁３７４ｂ）を上方から着脱自在とし、シャッター壁３７４、３７４の先端側は鋭角としていため、角鍋３７に充填層を形成後、シャッター壁３７４、３７４を容易に差し込むことができ、シャッター壁３７４、３７４の装入後は、角鍋３７に形成した充填層がそのままの状態で角鍋３７をパレット台車３６から取り出すことができる。
【００４３】
しかも、角鍋３７の底壁部３７１には、焼結を行うときに熱を通すスリット部を設け、角鍋３７の側壁部３７２、３７２の少なくとも１つには、角鍋３７の内部を見るための窓部３７３を設けているため、角鍋３７をパレット台車３６から取り出した後、角鍋３７内の原料に対してブロアをさせながら焼結することができる。また、焼結前の充填層の状態、焼結後の状態、或いは、焼結時の燃焼挙動の状態を窓部３７３を介して観察することができる。
【００４４】
次に、焼結シミュレータを用いた焼結実験について説明する。
焼結実験を行うにあたっては、まず、所定の原料配合に従い焼結原料１（鉄鉱石、石灰石、コークス粉等の混合物）を準備する。試験用ミキサー２を使用して、原料混合、さらに水を添加し水分を７．０質量％に調湿する。実験１回あたり約６００ｋｇの原料を準備し、ホッパー３１へ投入する。
【００４５】
昇降機構３２を操作してドラムフィーダー３３の高さを調整し、原料１の落下距離を設定する。また、角度調整機構３５によって装入シュート本体３４１の角度を定めると共に、移動機構３４２によって装入シュート本体３４１上の原料移動距離が一定になるように、装入シュート３４の水平方向の位置、即ち、装入シュート３４と、パレット台車３６との水平相対位置を設定する。
【００４６】
図５、図８に示すように、シャッター壁３７４を取り外した状態でパレット台車３６内に角鍋３７を設置する。詳しくは、角鍋３７の側壁部３７２、３７２とパレット台車３６の長辺側の側壁部３６２とが向かい合って平行になるように角鍋３７を設置し、角鍋３７の開放側（シャッター壁３７４を取り外した側）が、パレット台車３６の短辺側の側壁部３６２に向くようにする。
【００４７】
パレット台車３６内に角鍋３７を設置後、ドラムフィーダー３３を回転させて原料を供給し、装入シュート３４を介してパレット台車３６内に原料を積みつける。同時に、巻き取り機３９の回転速度を調整して、パレット台車３６を移動する。これにより、台車３６（角鍋３７）内に新たな充填層を形成する。充填層は粒度分布等をもった原料がそれぞれの安息角をもって堆積していくので、充填層は高さ方向で粒度に伴う偏析層を形成していく。
【００４８】
原料３６２の中に角鍋３７が埋まった状態のまま、パレット台車３６ごと、別の場所へ移動する。角鍋３７の装入位置を確認後、シャッター溝３７５ａ、３７５ｂに第１シャッター壁３７４ａ及び第２シャッター壁３７４ｂを上方からそれぞれ差し込んでいく。なお、原料の沈みや充填層の崩壊を防止するために、第１シャッター壁３７４ａ及び第２シャッター壁３７４ｂ差込みと、その周辺の原料除去を交互に繰り返していき、第１シャッター壁３７４ａ及び第２シャッター壁３７４ｂを底まで差し込む。このような方法により原料採取すると、粒度やカーボンの新たな偏析層のまま採取を実現できる。
【００４９】
次に、原料が充填された角鍋３７を吊り上げ、焼結試験装置の場所へ搬送し、角鍋試験台座の上に固定する。吸引ブロアを用いて、原料中コークス粉に着火し、さらに下方吸引して、焼成を行う。窓部３７３（ガラス板３７２ａ２）を通して、燃焼層を観察する。
図９は、本発明の焼結シミュレータを用いた実験結果と、実際の操業を行ったときの操業結果との一例を示したものである。
【００５０】
図９（ａ）に示すように、原料の平均径と角鍋（落下部）までの距離について、焼結シミュレータでは、実機とほぼ同じ状態（装入状態）を再現することができた。また、図９（ｂ）に示すように、原料のカーボン分布と角鍋（落下部）までの距離についても、焼結シミュレータでは、実機とほぼ同じ状態（装入状態）を再現することができた。
また、図１０（ａ）に示すように、充填層の燃焼状態を評価するにあたって、従来の技術では、角鍋の側壁に熱電対を設けて、当該熱電対で測定した温度のみで評価を行っていたが、本発明では、図１０（ｂ）に示すように、熱電対による温度と、窓部３７３を介して充填層の燃焼時の画像（写真や動画）や温度分布等を示す赤外線画像等のデータを通して評価することができるようになり、焼結状態の評価の精度を向上することができた。なお、充填層の燃焼状態を評価するにあたって、上述した方法に加え、焼結後に焼結鉱の強度を測定することにより、充填層の燃焼状態の評価をより良いものにすることができる。
【００５１】
なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。
【符号の説明】
【００５２】
１  原料
２  ドラムミキサー
３  焼結シミュレータ
５  ブロア機
３１  ホッパー
３２  昇降機構
３２１  固定フレーム
３２３  架台
３２２  操作部材
３２４  昇降部材
３２５  昇降フレーム
３２５１  横フレーム
３３  ドラムフィーダ
３３１  外筒
３３２  内筒
３４  装入シュート
３４１  装入シュート本体
３４２  移動機構
３４３  水平移動フレーム
３４４  スプロケット
３４５  チェーン
３４６  操作部材
３５  角度調整機構
３５１  伸縮ロッド
３５２  操作部材
３６  パレット台車
３６１  底壁部
３６２  側壁部
３７  角鍋
３７１  底壁部
３７１ａ  スリット板材
３７１ｂ  載置板
３７２  側壁部
３７２ａ  第１側壁部
３７２ａ１  窓枠体
３７２ａ２  ガラス板
３７２ｂ  第２側壁部
３７３  窓部
３７４  シャッター壁
３７４ａ  第１シャッター壁
３７４ｂ  第２シャッター壁
３７５ａ  シャッター溝
３７５ａ１  Ｌ字金具
３７５ａ２  通孔（切り欠き部）
３７５ｂ  シャッター溝
３７５ｂ１  Ｌ字金具
３７５ｂ１  通孔（切り欠き部）
３７７１  スペーサ
３７７２  取付部材
３７７３  ボルト
３７７４  補強部材
３７７５  連結部材
３８  ワイヤー
３９  巻き取り機
【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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