(57)【要約】【課題】焼結鉱を冷却するクーラー設備において、焼結鉱を所定の温度で均一に冷却するための冷却制御方法を提案することを目的とする。【解決手段】焼結鉱のクーラー設備の入口側に昇降可能なゲートと、ゲート入口側に堆積した焼結鉱の高さを検知する一個以上の高さ検知機とを設け、該ゲート前に堆積した焼結鉱の該検知機により検知された堆積高さが、予め定めた上限高さ超となった場合は、基準高さからゲートを上昇し、かつクーラーの焼結鉱送り速度を速くする一方で、上記堆積高さが予め定めた下限高さ未満となった場合は、基準高さからゲートを下降し、かつクーラーの焼結鉱送り速度を遅くすることで、ゲートを通過した焼結鉱の層厚を焼結鉱の進行方向および幅方向に均一に揃え、焼結鉱を冷却する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結鉱のクーラー設備の入口側に昇降可能なゲートと、ゲート入口側に堆積した焼結鉱の高さを検知する一個以上の高さ検知機とを設け、該ゲート前に堆積した焼結鉱の該検知機により検知された堆積高さが、予め定めた上限高さ超となった場合は、基準高さからゲートを上昇させる隙間開度制御を行い、かつクーラーの焼結鉱送り速度を速くする一方で、上記堆積高さが予め定めた下限高さ未満となった場合は、基準高さからゲートを下降させる隙間開度制御を行い、かつクーラーの焼結鉱送り速度を遅くすることで、ゲートを通過した焼結鉱の層厚を焼結鉱の進行方向および幅方向に均一に揃え、焼結鉱を冷却することを特徴とする焼結鉱の冷却制御方法。
【請求項２】
前記焼結鉱の送り速度制御は、ゲートの隙間開度制御を行った後、クーラー設備のクーラー長の1/2を超える範囲が所定厚みになるように行うことを特徴とする請求項１記載の焼結鉱の冷却制御方法。
【請求項３】
前記ゲートの上昇幅および下降幅を、基準高さの３〜20％とすることを特徴とする請求項１または２に記載の焼結鉱の冷却制御方法。
【請求項４】
前記クーラーの焼結鉱送り速度を上げるに際し、送り速度を基準速度の５〜30％増とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の焼結鉱の冷却制御方法。
【請求項５】
前記クーラーの焼結鉱送り速度を下げるに際し、送り速度を基準速度の５〜30％減とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の焼結鉱の冷却制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結鉱を冷却するクーラー設備において、焼結鉱を所定の温度で均一に冷却するための冷却制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
焼結完了後に高温となった焼結鉱は、熱回収と熱による設備損傷を防ぐためにクーラーによって冷却される。
クーラーを含む焼結鉱の製造工程を、図１の概要図を元に説明する。なお、図中、１は焼結機パレット、２は粉砕機、３はクーラー、４は焼結鉱搬送駆動部、５は焼結鉱および６はゲートであり、９はシュートである。
パレット１の中で焼結された焼結鉱５は、粉砕機２を通り、クーラー３に送られる。クーラー３に送られた焼結鉱５は、パレット１毎にバッチ処理される影響や、生産量の変動による影響、嵩密度の変化による影響などを受けて、供給量に波が発生する。この供給量の波によって、クーラー３内の焼結鉱５の層厚は、進行方向に対して波をうつ。その結果、焼結鉱５を冷却するための冷風は、圧力損失の少ない層厚の薄い箇所に流れ易くなって、焼結鉱５の冷却が均一に行われないことになる。さらには、熱交換効率の低下や、冷却不足の焼結鉱５の熱によるベルトコンベアなどの設備損傷といった問題を発生させる。
【０００３】
また、シュート９を通る際、幅方向に焼結鉱５の層厚が不均一であった場合にも同様に、冷却が均一に行われない。その結果、上述したような、熱交換効率の低下や冷却不足の焼結鉱によるベルトコンベアなどの設備損傷といった問題を発生させる。
【０００４】
これらの問題に対し、前掲図１に示したような固定式のゲート６を設置して、焼結鉱５の層厚を一定にして冷却を均一におこなう方法や、クーラー３入口側で測定した焼結鉱５の層厚の結果に基づきクーラー３の送り速度を調整することで、上記層厚を調整して冷却を均一におこなう方法（例えば特許文献１参照）などが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１１８３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述したような固定式のゲートを設置する方法だけでは、バッチ処理の影響や生産量の変動、嵩比重の変化などにより、ゲート入口側に堆積した焼結鉱の層厚が一時的にゲート隙間以下になると、ゲートが機能しなくなって、ゲートを通過した焼結鉱の層厚が不均一となり、冷却を均一におこなうことが出来なくなる。一方、ゲート手前側の層厚が厚くなりすぎると、焼結鉱の詰りなどによる設備故障が発生する。
【０００７】
また、特許文献１に記載されたような送り速度を調整する方法では、焼結鉱の進行方向の層厚は均一に維持できるものの、ゲートによる調整は出来ないため、進行方向に直角な幅方向での層厚を均一にすることができない。従って、幅方向の焼結鉱は、冷却を均一に行えないという問題が残っている。さらに、ゲートがないために、大気の侵入が発生して、冷却ムラを助長しやすいといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記した問題を有利に解決するもので、焼結鉱を冷却するクーラー設備において、焼結鉱を均一に冷却するための冷却制御方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、上記した問題を解決するために、ゲート入口側に堆積した焼結鉱の高さを検知する一個ないしは複数の高さ検知機を設置し、測定した、ゲート入口側に堆積した焼結鉱の高さ情報を基に、ゲート隙間開度もしくはクーラーの焼結鉱送り速度を変化させて、ゲート手前の焼結鉱層厚を常にゲート隙間開度以上の一定の範囲に保てるように調整すると同時に、ゲートを通過した後の焼結鉱の層厚の進行方向、幅方向のふるまいについて鋭意検討した。そして、焼結鉱の層厚とゲート隙間開度との関係が重要であることを突き止めた。
本発明は、上記の知見に基づき、完成されたものである。
【００１０】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．焼結鉱のクーラー設備の入口側に昇降可能なゲートと、ゲート入口側に堆積した焼結鉱の高さを検知する一個以上の高さ検知機とを設け、該ゲート前に堆積した焼結鉱の該検知機により検知された堆積高さが、予め定めた上限高さ超となった場合は、基準高さからゲートを上昇させる隙間開度制御を行い、かつクーラーの焼結鉱送り速度を速くする一方で、上記堆積高さが予め定めた下限高さ未満となった場合は、基準高さからゲートを下降させる隙間開度制御を行い、かつクーラーの焼結鉱送り速度を遅くすることで、ゲートを通過した焼結鉱の層厚を焼結鉱の進行方向および幅方向に均一に揃え、焼結鉱を冷却することを特徴とする焼結鉱の冷却制御方法。
【００１１】
２.前記焼結鉱の送り速度制御は、ゲートの隙間開度制御を行った後、クーラー設備のクーラー長の1/2を超える範囲が所定厚みになるように行うことを特徴とする前記１記載の焼結鉱の冷却制御方法。
【００１２】
３．前記ゲートの上昇幅および下降幅を、基準高さの３〜20％とすることを特徴とする前記１または２に記載の焼結鉱の冷却制御方法。
【００１３】
４．前記クーラーの焼結鉱送り速度を上げるに際し、送り速度を基準速度の５〜30％増とすることを特徴とする前記１〜３のいずれかに記載の焼結鉱の冷却制御方法。
【００１４】
５．前記クーラーの焼結鉱送り速度を下げるに際し、送り速度を基準速度の５〜30％減とすることを特徴とする前記１〜４のいずれかに記載の焼結鉱の冷却制御方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、クーラー設備の入口側に昇降可能なゲートを設け、さらにそのゲート入口側に堆積した焼結鉱の高さを検知する一個以上の高さ検知機を設けて、この高さ検知器により測定した焼結鉱の高さ情報を基に、上記ゲートの隙間開度およびクーラーの焼結鉱送り速度を制御することによって、ゲート手前の焼結鉱層厚を、常にゲート隙間開度以上の一定の範囲に保てるように調整することができる。
その結果、ゲート手前の焼結鉱によりゲート側からの大気侵入が防止でき、さらにゲートで掻き均しを行え、送り速度制御と合わせ、ゲートを通過した後の焼結鉱の層厚が進行方向、幅方向共に均一に保てるようになるため、焼結鉱の冷却が均一化して、熱交換効率が向上すると共に、冷却不足の焼結鉱によるベルトコンベアなどの設備損傷を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】焼結鉱の焼結機からクーラーまでの概略図である。
【図２】本発明に従い、ゲートの昇降調整およびクーラーの焼結鉱送り速度を制御する設備の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明は、図２に示すように、焼結鉱用焼結機のクーラー設備の入口側に、昇降可能なゲートを設け、さらにそのゲート入口側に堆積した焼結鉱の高さを検知する一個以上の高さ検知機を設け、その高さ検知器により測定した焼結鉱の高さ情報を基に、ゲート隙間開度およびクーラーの焼結鉱送り速度を制御するものである。なお、図２中、１は焼結機パレット、２は粉砕機、３はクーラー、４は焼結鉱搬送駆動部、５は焼結鉱、６はゲート、７は制御装置、８は層厚計および９はシュートである。
【００１８】
上記した図２の設備を用いて、ゲート隙間開度およびクーラーの焼結鉱送り速度の制御を行うことにより、クーラー設備への焼結鉱の供給量が、バッチ処理される影響や生産量の変動、さらには嵩比重の変化などによる影響を受けたとしても、ゲート手前の焼結鉱層厚を、常にゲート隙間開度以上の一定の範囲に保つように調整することができる。
それ故、ゲートを通過した後の焼結鉱の層厚が進行方向、幅方向共に均一に保てるようになって、焼結鉱の冷却が均一になり、熱交換効率を向上させるとともに冷却不足の焼結鉱によるベルトコンベアなどの設備損傷を防止する効果を得ることができるようになる。
【００１９】
〔クーラー設備の入口側に昇降可能なゲート〕
本発明では、図２に符号６として示したような昇降可能なゲートを有している。当該ゲートは、昇降可能なほか、ゲート手前に存在する焼結鉱を掻き均す機能を有していれば良い。このゲートは、例えば、鉄製あるいはステンレス製の10〜30mm厚み程度の板を用いれば良い。また、昇降装置も公知のものでよいが、エアシリンダーなど、制御信号によって、その稼働が制御できるものが好適である。
【００２０】
〔ゲート入口側に堆積した焼結鉱の高さを検知する一個以上の高さ検知機〕
本発明に用いられる高さ検知機は、超音波レベル計など高さを数値として実測できるものが好ましいが、接触式の検出棒など、いわゆる接点式の上下限センサーでも良い、数値として実測できないものであっても上限値用と下限値用を設置することにより適用可能である。
【００２１】
表１に、本発明の焼結鉱の冷却制御パターンを示す。同表に示したように、本発明では、制御No.１〜３を適宜組合せることでゲートを通過した後の焼結鉱の層厚が進行方向、幅方向共に均一に保てるようになって、焼結鉱の冷却が均一になり、熱交換効率を向上させるとともに冷却不足の焼結鉱によるベルトコンベアなどの設備損傷を防止する効果を得ることができるようになる。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
〔焼結鉱の堆積高さの上下限〕
本発明では、ゲート前に堆積した焼結鉱の堆積高さの上下限を予め定めておく、例えば、ゲートの開度（基準高さ）が1500mmの場合は、上限が、1600mm程度、下限が1400mm程度とするのが好ましい。焼結鉱の層厚を、進行方向、幅方向共に均一に保ちやすいからである。
すなわち、焼結鉱の高さの上下限は、基準高さの３％から20％の間で設定するのが望ましい。ゲート開閉の効率が良いからである。
なお、本発明における堆積高さの上限高さは、上記ゲート直前で、進行方向に３点ほど測定した時の平均値を用いることが好ましい。また、焼結鉱の幅方向に対しては、幅の中心部とその両端の３点ほど測定点を設定することが特に好ましい。
【００２４】
〔予め定めた下限高さ未満となった場合〕
生産量とクーラーの焼結鉱送り速度から計算して、バッチ処理される影響や生産量の変動、嵩比重の変化による影響がなかった時に、ゲート手前の焼結鉱堆積高さ1600ｍｍ、最適となるゲートの開度が1500mm（基準高さ）で、堆積高さの下限が1400mmであった場合の、ゲート隙間開度を制御する要領について説明する。
【００２５】
本発明では、ゲート前に堆積した焼結鉱の堆積高さをほぼ一定に維持する焼結鉱の冷却制御を行うが、ゲート入口側に堆積した焼結鉱の高さを検知する高さ検知機によりゲート前の堆積焼結鉱層厚が減少し始める測定値が検知され、予め定めた下限になりそうな場合には、基準高さからゲートを下降させて、クーラーに供給する焼結鉱層厚を減少させ、ゲート前の堆積焼結鉱層厚の増加を図る。かつゲート入口側に堆積した焼結鉱の高さを検知する高さ検知機によりゲート前の堆積焼結鉱層厚が増加しない場合は、ゲート前の堆積焼結鉱層厚の増加を図るためクーラーの焼結鉱送り速度を基準速度より遅くするのであるが、具体的には、ゲート前に設置した層厚計により、ゲート前の焼結鉱層厚が1400mmを下回った値、例えば1350ｍｍが計測された場合、ゲートを下降してゲート開度を1300mmとし、さらに、ゲート前の堆積焼結鉱層厚が増加しない場合、クーラーの焼結鉱送り速度を、基準速度より５〜30％遅くして、ゲート前の焼結鉱層厚を増加させるようにする。その後、ゲート手前の焼結鉱層厚が1550mmを上回ったことを検知した場合は、元のゲート開度（1500ｍｍ）および元の送り速度に戻す。
なお、本発明では、ゲートの下降幅を、基準高さの３〜20％とすることが好ましい。
３％未満では、ゲートの制御が多発し、層厚が乱れやすくなる一方で、20％を超えるとゲートでの焼結鉱掻き均しに多大の掻き均し力が必要とされ、ゲートの損傷あるいは過大な負荷に耐えうるゲート設計が必要となるからである。
また、焼結鉱送り速度の基準速度は、設備によって適宜定められるものであるが、150〜250m/h程度が好ましい。さらに、クーラーの焼結鉱送り速度を基準速度より５〜30％の範囲で遅くすると、ゲート前の焼結鉱層厚増加が効率的に行われるので好ましい。
【００２６】
ここで、ゲートの昇降の頻度が多すぎると、調整された層厚の変化によって、焼結鉱の進行方向に山を発生させてしまうので、ゲート前の焼結鉱を溜める空間の体積にもよるが、クーラー全長の1/2程度以上にわたって、同一のゲート開度で送ることができるように、上記の開度（一度に動かすゲート開度量）を設定することが望ましい。焼結鉱の進行方向に山を発生させると冷却は吸引方式で行われるため、谷となった焼結鉱層厚部を冷却空気が選択的に流れ、山側の焼結鉱は、高温の状態で排出され、冷却不足の焼結鉱によるベルトコンベアなどの設備損傷を発生させることになるからである。
【００２７】
〔予め定めた上限高さを超えた場合〕
前記と同じくゲートの開度を1500mm（基準高さ）として、さらに、堆積高さの上限が1600mmであった場合の、ゲート隙間開度を制御する要領について説明する。
【００２８】
本発明では、焼結鉱層厚が予め定めた上限高さを超えた場合には、基準高さからゲートを上昇し、かつクーラーの焼結鉱送り速度を基準速度より速くするのであるが、具体的には、ゲート前に設置した層厚計により、ゲート前の焼結鉱層厚が1600mmを上回った値が計測された場合、ゲートを上昇してゲート開度を1550mmで停止するようにし、かつ、ゲート開度1550mm後も、ゲート前の焼結鉱層厚が1600mmを上回った値が計測されるようであれば、クーラーの焼結鉱送り速度を基準速度より５〜30％速くして、ゲート前の焼結鉱層厚を低下させるようにする。また、ゲート前の焼結鉱層厚が1600mmを下回ったことを検知した場合には、ゲートの開度を元の1500mmに戻すようにする。
なお、本発明では、予め定めた上限高さを超えた場合、上記ゲートの上昇幅を上記基準高さの３〜20％とすることが好ましい。ゲートの昇降の頻度が適切な頻度となるからである。また、クーラーの焼結鉱送り速度を基準速度より５〜30％の範囲で速くすると、ゲート前の焼結鉱層厚低下が効率的に行われるので好ましい。
【００２９】
本発明の制御の一例を示したが、上記のゲート開度は操業条件、設備構成によって設定されるものであり、本発明のゲートの開度基準を1500mmに限定するものではない。
【００３０】
なお、上述した以外の焼結鉱の冷却制御かかる条件については、いずれも常法を用いることが好ましい。
【実施例】
【００３１】
以下に実施例を説明する。
ゲートの開度（基準高さ）：1500mm
ゲートの開度上限：1600mm
ゲートの開度下限：1300mm
焼結鉱送り速度の基準速度：200m/h
焼結鉱送り速度の最大速度：250m/h（基準速度より25％増）  
焼結鉱送り速度の最小速度：150m/h（基準速度より25％減）
の各条件で試験を行った。
制御要領：ゲート前に設置した層厚計の測定値から、検知したゲート前の焼結鉱層厚が1400mmを下回った際に、ゲートを下降してゲート開度を1300mmで停止するように制御し、さらに、上記焼結鉱送り速度の最小速度とした。なお、ゲート手前の焼結鉱層厚が1550mmを上回ったことを検知した場合には、ゲートの開度を元の1500mmに戻した。
一方、ゲート前に設置した層厚計の測定値から、検知したゲート前の焼結鉱層厚が1600mmを上回った際には、ゲートを上昇してゲート開度を1550mmで停止するように制御し、さらに、上記焼結鉱送り速度の最小速度とした。なお、ゲート前の焼結鉱層厚が1500mmを下回ったことを検知した場合には、ゲートの開度を元の1500mmに戻した。
以上の条件で、１週間実機操業を行った。
【００３２】
その結果、上限での作動回数：42回、下限での作動回数：31回であって、熱交換効率は、従来方法に従い焼結鉱を冷却した場合より、３％向上した。また、上記試験の実施中、冷却不足の焼結鉱の発生は認められなかった。
【００３３】
上記実施例では、ゲートの上昇幅および下降幅、クーラーの焼結鉱送り速度の上げ幅や下げ幅をそれぞれ、3.3％、13％、最大25％、最大25％としたが、ゲートの上昇幅および下降幅をそれぞれ20％程度、また、クーラーの焼結鉱送り速度の上げ幅や下げ幅をそれぞれ５％程度や30％程度としても同様の効果が得られることを確認している。
【符号の説明】
【００３４】
１  焼結機パレット 
２  粉砕機
３  クーラー 
４  焼結鉱搬送駆動部
５  焼結鉱 
６  ゲート
７  制御装置 
８  層厚計
９  シュート
【図１】
2014201827.tif 000004
【図２】
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