(57)【要約】【課題】発塵を防止できる焼結鉱冷却機を提供する。【解決手段】本発明に係る焼結鉱冷却機は、焼結鉱が装入されるトラフ４と、トラフ４の下方に設けられ、冷却用空気をトラフ４に導入する下部エアチャンバー２と、トラフ４と下部エアチャンバー２との間に設けられ、焼結鉱が載置される多孔板Ｔとを備え、下部エアチャンバー２は冷却用空気を導入する主室２ａと該主室の両側部に設けられたパージ室２ｂ，２ｂとに区分けされ、パージ室２ｂ，２ｂ内の圧力が主室２ａ内の圧力よりも高くなるようにパージ室２ｂ，２ｂ内にパージ空気が送られることを特徴とする。【選択図】図１
2014240717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結鉱が装入されるトラフと、
前記トラフの下方に設けられ、冷却用空気を前記トラフに導入する下部エアチャンバーと、
前記トラフと前記下部エアチャンバーとの間に設けられ、前記焼結鉱が載置される有孔板とを備え、
前記下部エアチャンバーは前記冷却用空気を導入する主室と該主室の側部に設けられたパージ室とに区分けされ、前記パージ室内の圧力が前記主室内の圧力よりも高くなるように前記パージ室内にパージ空気が送られることを特徴とする焼結鉱冷却機。
【請求項２】
前記主室と前記パージ室とを区分けする仕切壁を備え、
前記仕切壁の上端と前記有孔板との隙間にシール材が設けられた請求項１に記載の焼結鉱冷却機。
【請求項３】
前記パージ空気が大気又は排熱回収ボイラーからの空気である請求項１又は２に記載の焼結鉱冷却機。
【請求項４】
前記パージ空気の温度が常温〜２００℃である請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼結鉱冷却機。
【請求項５】
前記トラフ及び前記下部エアチャンバーが環状である請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼結鉱冷却機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結鉱を冷却する焼結鉱冷却機のトラフと下部エアチャンバーとの隙間から粉塵が飛散するのを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に焼結機における焼結工程を経た焼結鉱は平均で５００〜６００℃の温度になっており、その後の搬送工程のために該焼結鉱を１００℃以下にまで下げる必要がある。焼結鉱の温度を下げるための手段として、図４に示すような冷却機（クーラー）１００がある。図４のような、円周経路を経て冷却する型の冷却機を円形クーラーと呼び、直線経路を経て冷却する型の冷却機を直線クーラーと呼ぶことがある。
【０００３】
図４において、冷却機１００はドーナツ型の本体１０１と、この本体１０１の上部に設けられた複数の排気部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄとを主に備える。排気部１０２ｃ，１０２ｄから本体１０１内の空気が排出される。また、排気部１０２ａ，１０２ｂは排熱回収系１０３に接続されている。なお、本体１０１の下部の一部にはクーラーブロワ１０４からの大気が導入されるようになっている。
【０００４】
上記の排熱回収系１０３は、排気部１０２ａ，１０２ｂに接続された回収ライン１０３ａと、プレダスター１０３ｂと、排熱回収ボイラー１０３ｃと、クーラー循環ブロワ１０３ｄと、供給ライン１０３ｅとを備えている。このような構成において、排気部１０２ａ，１０２ｂから排出された本体１０１内の空気（例えば４３５℃である。以下、高温空気と称する）は回収ライン１０３ａによりプレダスター１０３ｂに送られる。このプレダスター１０３ｂにより上記高温空気に含まれるダストが除去される。ダストが除去された高温空気は排熱回収ボイラー１０３ｃによりその熱が回収される。排熱回収ボイラー１０３ｃで熱回収された空気（例えば１８３℃である。以下、冷却用空気と称する）は、クーラー循環ブロワ１０３ｄに導入された後、供給ライン１０３ｅにより本体１０１の下部から該本体１０１内に供給される構成になっている。
【０００５】
図５は図４の冷却機を面Ｓで切った場合の断面図である。図５において、冷却機１００は、上記冷却用空気が導入される下部エアチャンバー２と、この下部エアチャンバー２の上部に設けられる上部フード３と、下部エアチャンバー２と上部フード３との間に設けられ多孔板Ｔを備えるトラフ４とを備える。トラフ４の付近には車輪４ａ，４ａが設けられており、この車輪４ａ，４ａは走行レール４ｂ，４ｂ上に位置する。
【０００６】
トラフ４にはブロワ１０３ｄとブロワ１０４の送風能力が許す限り高く焼結鉱が装入される。上部フード３の上方には、高温空気を排出する排出口３ａが設けられている。排出口３ａは上記排気部１０２ａ又は排気部１０２ｂに接続された構成となっている。なお、同図において符号１２はガイドローラであり、符号１３は内側ガイドレールであり、符号１４は駆動部であり、符号１５はフリクションローラであり、符号１６はフリクションプレートである。
【０００７】
このような構成において、下部エアチャンバー２から導入された冷却用空気は、多孔板Ｔを介して焼結鉱の間を通過した後、上部フード３に送られる。上部フード３に送られた冷却用空気は、上部フード３の排出口３ａから高温空気として排出される。このように、冷却用空気が焼結鉱の間を通過することで該焼結鉱から熱を奪い、焼結鉱が冷却されるようになっている。
【０００８】
従来、上記のように排熱回収ボイラー１０３ｃに高温空気を送ることで蒸気製造を行うことが行われているが、大きな懸念事項があった。すなわち、上部フード３内を負圧にする運転方法を採用した際に、焼結鉱充填層を経た高温空気に大気からの常温空気が混入することで該高温空気の温度が低下することや、上部フード３内を正圧にする運転方法を採用した際に、焼結鉱充填層を経た高温空気が外部の大気側へ漏れ出すことが懸念されている。なお、上記どちらの圧力状態になる運転方法を採用しても、焼結鉱充填層を通過する前の下部エアチャンバー２内は比較的大きな正圧になっている。
【０００９】
例えば特許文献１には、大気（常温空気）が高温空気に混入することを防止するために、上部フード内面側壁部に設けた小室の内部を負圧に維持して、混入した大気をいくらかの高温空気と共に排出することが開示されている。この方法においては高温空気を排熱回収ボイラーに送っていない。
【００１０】
また特許文献２には、大気（常温空気）が高温空気に混入することを防止するために、上部フードとトラフとの間に設けたシール室の内部の圧力を正圧に維持するように、排熱回収ボイラーからの中温度空気の一部をブロワで供給することが開示されている。
【００１１】
さらに特許文献３には、上記特許文献２と基本的に同様な構成の冷却機が開示されており、排熱回収ボイラーからの中温度空気の一部を、冷却機本体の両側面に設けられた空間に送って正圧に維持することで大気の混入を防ぐ方法が開示されている。上記文献のどの技術も排熱回収ボイラーでの蒸気製造量を可能な限り多くするために、漏風による高温空気の温度低下及び空気流量低下を防ぐ観点で提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭５８−３４１４３号公報
【特許文献２】特開昭５８−３４１４４号公報
【特許文献３】特開昭５８−６１２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、近年は環境基準が厳格化されると共に、冷却機の内部から外部への漏風に含まれる粉塵も問題視されるようになってきている。このような背景の下、高温空気に大気が混入するという問題以上に、焼結鉱充填層を通過した高温空気が正圧運転時に外部の大気側へ漏れ出す際に焼結鉱からの粉塵が飛散してしまうという問題が重要視されてきている。特に、正圧値が大きい下部エアチャンバーにおいて上記発塵の問題が顕著になる。上記特許文献３の図３において、下部エアチャンバー（下部フード）とトラフとの隙間は全くシールされていないので、トラフより落下飛散してきた焼結鉱からの粉塵が該隙間から噴き出すという問題が生じ得る。
【００１４】
本発明は、かかる従来の事情に鑑みてなされたものであり、発塵を防止できる焼結鉱冷却機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】
【００１５】
本発明に係る焼結鉱冷却機は、焼結鉱が装入されるトラフと、
前記トラフの下方に設けられ、冷却用空気を前記トラフに導入する下部エアチャンバーと、
前記トラフと前記下部エアチャンバーとの間に設けられ、前記焼結鉱が載置される有孔板とを備え、
前記下部エアチャンバーは前記冷却用空気を導入する主室と該主室の側部に設けられたパージ室とに区分けされ、前記パージ室内の圧力が前記主室内の圧力よりも高くなるように前記パージ室内にパージ空気が送られることを要旨とする。
【００１６】
前記主室と前記パージ室とを区分けする仕切壁を備え、前記仕切壁の上端と前記有孔板との隙間にシール材を設けることが好ましい。
【００１７】
前記パージ空気として、大気又は排熱回収ボイラーからの空気を用いることができる。
【００１８】
前記パージ空気の温度を常温〜２００℃とすることができる。
【００１９】
前記トラフ及び前記下部エアチャンバーの形状を環状とすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、パージ室内の圧力が主室内の圧力よりも高くなるように、該パージ室内にパージ空気が送られることによって、焼結鉱充填層に触れた冷却用空気が外部に流出する可能性を低くすることができる。したがって、本発明の焼結鉱冷却機によれば発塵を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る焼結鉱冷却機の構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図５（従来）の焼結鉱冷却機における冷却用空気速度の分布の計算結果を示す図であり、（ｂ）は同冷却機における温度の分布の計算結果を示す図である。
【図３】（ａ）は図１の焼結鉱冷却機における冷却用空気速度の分布の計算結果を示す図であり、（ｂ）は同冷却機における温度の分布の計算結果を示す図である。
【図４】従来の焼結鉱冷却機を示す図である。
【図５】図４の焼結鉱冷却機の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係る焼結鉱冷却機１の構成を示す断面図である。
【００２３】
本発明に係る焼結鉱冷却機１は、上部フード３と、焼結鉱が装入されるトラフ４と、トラフ４の下方に設けられ、冷却用空気をトラフ４に導入する下部エアチャンバー２と、トラフ４と下部エアチャンバー２との間に設けられ、焼結鉱が載置される有孔板である多孔板Ｔとを備えている。下部エアチャンバー２は、冷却用空気を導入する主室２ａと該主室２ａの両側部に設けられたパージ室２ｂ，２ｂとに区分けされる。また、パージ室２ｂ，２ｂ内の圧力が主室２ａ内の圧力よりも高くなるようにパージ室２ｂ，２ｂ内にパージ空気が送られるところに特徴を有している。本発明の焼結鉱冷却機１によれば、パージ室２ｂ，２ｂ内の圧力が主室２ａ内の圧力よりも高くなるように、該パージ室内にパージ空気が送られることによって、焼結鉱充填層に触れた冷却用空気が外部に流出する可能性を低くすることができる。したがって、発塵を防止することができる。以下、詳細に説明する。
【００２４】
図１の焼結鉱冷却機１において、下部エアチャンバー２の下方から上部フード３の上方にかけて冷却用空気を送ることにより焼結鉱が冷却されるようになっている。焼結鉱冷却機１は図４のように円形クーラーで構成することができ、図１では焼結鉱冷却機１の図面右側が該円形クーラーの中心側（以下、内側と称する）であり、図面左側が該円形クーラーの外側（以下、外側と称する）である。なお、落下してくる焼結鉱ダストを収集するダスト回収部を下部エアチャンバー２の最下部に設ける場合には、上記冷却用空気は下部エアチャンバー２の右側部から該下部エアチャンバー２内に導入することが望ましい。
【００２５】
トラフ４内には焼結鉱が装入される。下部エアチャンバー２はトラフ４の下方に設けられ、下部エアチャンバー２から冷却用空気がトラフ４及び上部フード３に導入される。多孔板Ｔはトラフ４と下部エアチャンバー２との間に設けられ、該多孔板Ｔに焼結鉱が載置される。トラフ４の付近には車輪４ａ，４ａが設けられており、この車輪４ａ，４ａは走行レール４ｂ，４ｂ上に位置されている。
【００２６】
下部エアチャンバー２内において、内側と外側に設けられた仕切壁５，５によって主室２ａ及びパージ室２ｂ，２ｂが形成されている。なお、焼結鉱への通気を確保するため、パージ室２ｂ，２ｂの上方に多孔板Ｔが存在しないように、仕切壁５，５の位置を両側に極力寄せておくことが望ましい。
【００２７】
下部エアチャンバー２の上記内側（図面右側）及び上記外側（図面左側）には、中温度空気（例えば、常温以上２００℃以下であり、好ましくは１００℃以上２００℃以下であり、より好ましくは１８０℃以上２００℃以下である）を供給するための空気供給口６，６が形成されている。なお、後述のシール材ＳＥにシリコンゴムを使用すれば、上記中温度空気の温度最大値を２００℃にすることが可能である。空気供給口６，６には、空気供給ライン７，７が接続されており、この空気供給ライン７，７の途中にはブロワ８，８及び逆止弁９，９が設けられている。
【００２８】
下部エアチャンバー２の外には差圧計１０，１０が設けられている。この差圧計１０は、主室２ａとパージ室２ｂとの間の圧力差を常時計測する。差圧計１０，１０で計測された上記圧力差のアナログ信号は、ＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御を行うインバータ１１，１１に送られる。なお、同図において符号１２はガイドローラであり、符号１３は内側ガイドレールであり、符号１４は駆動部であり、符号１５はフリクションローラであり、符号１６はフリクションプレートである。
【００２９】
多孔板Ｔの両端には、該多孔板Ｔの一部としての軸収納部４ｃ，４ｃが設けられている。軸収納部４ｃ，４ｃには車輪４ａ，４ａの軸が収められている。仕切壁５，５の上端と軸収納部４ｃ，４ｃとの間には隙間ＳＰ１，ＳＰ１が空いている。この隙間ＳＰ１，ＳＰ１を塞ぐように、ゴム等の弾性部材からなるシール材ＳＥ，ＳＥが設けられている。なお、軸収納部４ｃ，４ｃと下部エアチャンバー２の上端との摩擦を避けるため、軸収納部４ｃ，４ｃと下部エアチャンバー２の上端との間には隙間ＳＰ２，ＳＰ２が設けられる。
【００３０】
このような構成の焼結鉱冷却機１において、ブロワ８，８は大気又はボイラーで熱回収後の中温度空気（パージ空気）を、空気供給ライン７，７により下部エアチャンバー２の空気供給口６，６に送る。なお、上記の大気及び熱回収後の中温度空気の代わりに又はこれらと併せて、上述した図４の排気部１０２ｃ，１０２ｄからの中温度空気を空気供給口６，６に送ることもできる。
【００３１】
インバータ１１，１１は、差圧計１０，１０からの上記アナログ信号（差圧値）に基づいて、ＰＩＤ制御によりパージ室２ｂ，２ｂ内の圧力が主室２ａ内の圧力よりも約１０Ｐａ程度高い値に維持されるように、ブロワ８，８の送風量を制御する。上記差圧値は、冷却用空気の流量に依存して変化し、冷却用空気の流量が多いほど差圧値を大きく設定する。なお、主室２ａ内の圧力の変動がさほど大きくなければ、上記圧力１０Ｐａを５Ｐａに下げて維持するようにしてもよい。
【００３２】
このように本発明の焼結鉱冷却機１によれば、パージ室２ｂ，２ｂ内の圧力が主室２ａ内の圧力よりも高くなるように、パージ室２ｂ，２ｂ内に中温度空気が送られることによって、焼結鉱充填層に触れた冷却用空気（粉塵を含んだ冷却用空気）が外部に流出することを防げる。これにより、発塵を防止することができる。
【００３３】
またシール材ＳＥの摩耗が生じた場合でも、中温度空気の供給によってパージ室２ｂ，２ｂ内の圧力が主室２ａ内の圧力よりも高くなっているので、焼結鉱充填層に触れた冷却用空気が外部に流出する可能性を低くすることができる。
【００３４】
次に、上述した図５（従来）の焼結鉱冷却機１００における冷却用空気速度及び温度の分布の計算（シュミレーション）結果をそれぞれ図２（ａ）と図２（ｂ）に示す。同様に、本発明の図１の焼結鉱冷却機１における冷却用空気速度及び温度の分布の計算結果をそれぞれ図３（ａ）と図３（ｂ）に示す。なお、図２及び図３のいずれにおいても、下部エアチャンバーの主室の最下部には、落下してくる焼結鉱ダストを収集するダスト回収部があるため、冷却用空気の導入口は下部エアチャンバーの図面右側に設けられる。
【００３５】
上述のように下部エアチャンバーの図面右側に冷却用空気の導入口が設けられているため、図２（ａ）に示すように、下部エアチャンバー内には時計回りの大きな冷却用空気の循環流れが形成される。そのため、冷却用空気は、焼結鉱が載置された多孔板の下面をなぞるように流れ、その結果焼結鉱の粉塵を含んでいることが推測される。
【００３６】
次に図２（ｂ）において、冷却用空気の温度（１８０℃）を超える１９４℃の熱風が右側の隙間（図５でいえば多孔板Ｔと下部エアチャンバー２の上端との隙間）から噴き出していることから、トラフにおける焼結鉱充填層内から冷却用空気の一部が逆流して噴き出していることが推測される。この焼結鉱充填層内からの逆流空気は焼結鉱に起因した粉塵を大量に含んでいるので、上記噴き出しによる粉塵の飛散が懸念されることがわかる。さらには、上記従来の冷却機において、上記隙間をシールするためにゴム等のシール材を用いると、上記熱風によりシール材が短期間で損傷を受けることが予測される。
【００３７】
上記の熱風が１８０℃を超える１９４℃になった理由として、冷却用空気が焼結鉱充填層内に一旦流入したことにより該焼結鉱によって加熱されたことが考えられる。
【００３８】
これに対して、本発明では以下の効果が奏される。なお計算において、冷却用空気としてボイラーで排熱回収後の１８０℃の空気を使用し、ブロワからパージ室に送るパージ空気として２０℃の大気を使用した。また、同計算において図１のシール材ＳＥについては設けなかった。
【００３９】
図３（ａ）において、本発明の焼結鉱冷却機では、多孔板と下部エアチャンバー上端との隙間（図１でいえば隙間ＳＰ２，ＳＰ２）を通って、圧力の高いパージ室から空気が噴き出している。この空気は、焼結鉱充填層に触れていない新鮮なパージ空気であって、粉塵を含んでいない。したがって、外部へ噴き出す上記空気の温度は常温（約２０℃）であり、発塵が起こることがない。
【００４０】
しかしながら、上述のように計算ではシール材を設けなかったことから、パージ空気（２０℃）がパージ室から仕切壁上端の隙間（図１の隙間ＳＰ１）を介して主室へと流れる傾向が確認できる。そのため、冷却用空気がパージ空気に希釈されたことに起因して、焼結鉱充填層へ流入する冷却用空気の温度が１８０℃から１７４℃に低下した。
【００４１】
上記冷却用空気の温度低下による影響は、表１に示すように排熱回収ボイラーでの蒸気製造量として僅か０．７％（＝１００％−９９．３％）の減少に留まる。しかしながら、シール材を設けることによりこの蒸気製造量の減少を小さくすることが可能になるので、摩耗で定期交換が必要にはなるがシール材を設けることが望ましいことがわかる。
【００４２】
【表１】
2014240717.tif 000003
【００４３】
なお上記実施形態では、本発明の焼結鉱冷却機１を円形クーラーで構成することとしたが、これに限定されるものではなく、直線クーラーで構成することも可能である。
【００４４】
本発明はもとより上記実施形態によって制限を受けるものではなく、本発明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勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４５】
１    焼結鉱冷却機
２    下部エアチャンバー
２ａ  主室
２ｂ  パージ室
３    上部フード
４    トラフ
５    仕切壁
ＳＰ１  隙間
ＳＥ  シール材
Ｔ    多孔板
【図１】
2014240717.tif 000004
【図４】
2014240717.tif 000005
【図５】
2014240717.tif 000006
【図２】
2014240717.tif 000007
【図３】
2014240717.tif 000008