(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結機排ガスを再度焼結機ベッドに還流し、再使用する排ガス循環焼結操業にて焼結鉱を製造する際、焼結機風箱またはウィンドレグの排風温度が最大値を示した点から２分〜４分の間で焼結機パレット上で焼結した後に、焼結鉱をパレット外へ排鉱することを特徴とする排ガス循環焼結方法。
【請求項２】
焼結機排ガスを再度焼結機ベッドに還流し、再使用する排ガス循環焼結操業にて焼結鉱を製造する際、焼結機風箱またはウィンドレグの排ガス中のＯ2 値が増加に転じ、その値が２０％以上になった時点から２分〜４分の間で焼結機パレット上で焼結した後に、焼結鉱をパレット外へ排鉱することを特徴とする請求項１に記載の排ガス循環焼結方法。
【請求項３】
焼結機排ガスを再度焼結機ベッドに還流し、再使用する排ガス循環焼結操業にて焼結鉱を製造する際、焼結機風箱またはウィンドレグの排ガス中のＣＯ2 値が減少に転じ、その値が１％以下になった時点から２分〜４分の間で焼結機パレット上で焼結した後に、焼結鉱をパレット外へ排鉱することを特徴とする請求項１に記載の排ガス循環焼結方法。
【請求項４】
焼結機排ガスを再度焼結機ベッドに還流し、再使用する排ガス循環焼結操業にて焼結鉱を製造する際、焼結機風箱またはウィンドレグの排ガス中のＨ2 Ｏ値が減少に転じ、その値がＨ2 Ｏ最大値の２５％以下になった時点から２分〜４分の間で焼結機パレット上で焼結した後に、焼結鉱をパレット外へ排鉱することを特徴とする請求項１に記載の排ガス循環焼結方法。
【請求項５】
焼結機排ガスを再度焼結機ベッドに還流し、再使用する排ガス循環焼結操業にて焼結鉱を製造する際、焼結機風箱またはウィンドレグの排ガス中のＳＯ2 値が減少に転じ、その値がＳＯ2 最大値の２５％以下になった時点から２分〜４分の間で焼結機パレット上で焼結した後に、焼結鉱をパレット外へ排鉱することを特徴とする請求項１に記載の排ガス循環焼結方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は焼結方法に関し、詳しくは焼結機排ガスを再度焼結機ベッドに還流し、再使用する排ガス循環焼結操業工程において、焼結鉱の成品歩留，強度，生産性の向上、さらに粉コークス等の熱源の低減および発塵量を低減させる焼結方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＬ式焼結機では、粉鉱石＋粉コークス＋石灰石からなる焼結原料を、層厚が４００〜６００ｍｍになるように焼結機パレット上に装入し、表層の粉コークスに着火後空気を焼結ベッドの下部に設けた風箱に向けて吸収し、粉コークスを燃焼させて焼き固め、焼結鉱を製造している。
【０００３】
従って焼結は上層から下層に向かって進行し、最下層の燃焼が完了した時点で焼結が完了する。この間に焼結機パレットは原料装入側から焼結鉱の排鉱側に向かって移動する。
【０００４】
このような焼結工程での風箱内の排風温度は、下層以外が焼結する間はその途中の層に燃焼熱が吸収されるために低温であるが、最下層に燃焼が到達した時点で急速に温度が上昇して排風温度は最高点に達する。一般的にはこの最高点を焼結完了点とし、この温度を確認した時点で焼結が完了したと見なされ、直ちに排鉱されている。
【０００５】
例えば特開昭５１−１３９５０２号公報に開示される技術のように、焼結完了時点（焼結点）が丁度排鉱する点に持って来るように、パレットスピード制御を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、焼結機排ガスを再度焼結機ベッドに還流し、再使用する従来の排ガス循環焼結操業は、高温のガスを上部から投入するため、焼結層のガスによる冷却能力が小さくなり、結果的に焼結ベッド内の１１５０℃以上の溶融部（以下赤熱帯という）の厚みが通常の焼結方法に較べ大幅に増加する。
【０００７】
このために排ガス循環焼結方法において、例えば前記特開昭５１−１３９５０２号公報に記載のような操業を行えば、排鉱時点では最下層はまだ高温であり、溶融状態にある。このような未凝固状態で排鉱した場合には、落下衝撃やクラッシャーによる破砕によって細分化し、最終的に凝固した状態では焼結鉱成品にならない粉鉱が多量に発生する。
【０００８】
本発明は、上記の欠点を解決するために成された発明で、焼結ベッド下層部の焼成および凝固を完全に終了させてから排鉱することにより、焼結鉱の成品歩留を大巾に向上させる排ガス循環焼結方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＤＬ式焼結機で焼結鉱を製造する際の方法に関し、その要旨とするところは以下の通りである。
（１）焼結機排ガスを再度焼結機ベッドに還流し、再使用する排ガス循環焼結操業にて焼結鉱を製造する際、焼結機風箱またはウィンドレグの排風温度が最大値を示した点から２分〜４分の間で焼結機パレット上で焼結した後に、焼結鉱をパレット外へ排鉱することを特徴とする排ガス循環焼結方法。
【００１０】
（２）焼結機排ガスを再度焼結機ベッドに還流し、再使用する排ガス循環焼結操業にて焼結鉱を製造する際、焼結機風箱またはウィンドレグの排ガス中のＯ2 値が増加に転じ、その値が２０％以上になった時点から２分〜４分の間で焼結機パレット上で焼結した後に、焼結鉱をパレット外へ排鉱することを特徴とする前記（１）の排ガス循環焼結方法。
【００１１】
（３）焼結機排ガスを再度焼結機ベッドに還流し、再使用する排ガス循環焼結操業にて焼結鉱を製造する際、焼結機風箱またはウィンドレグの排ガス中のＣＯ2 値が減少に転じ、その値が１％以下になった時点から２分〜４分の間で焼結機パレット上で焼結した後に、焼結鉱をパレット外へ排鉱することを特徴とする前記（１）の排ガス循環焼結方法。
【００１２】
（４）焼結機排ガスを再度焼結機ベッドに還流し、再使用する排ガス循環焼結操業にて焼結鉱を製造する際、焼結機風箱またはウィンドレグの排ガス中のＨ2 Ｏ値が減少に転じ、その値がＨ2 Ｏ最大値の２５％以下になった時点から２分〜４分の間で焼結機パレット上で焼結した後に、焼結鉱をパレット外へ排鉱することを特徴とする前記（１）の排ガス循環焼結方法。
【００１３】
（５）焼結機排ガスを再度焼結機ベッドに還流し、再使用する排ガス循環焼結操業にて焼結鉱を製造する際、焼結機風箱またはウィンドレグの排ガス中のＳＯ2 値が減少に転じ、その値がＳＯ2 最大値の２５％以下になった時点から２分〜４分の間で焼結機パレット上で焼結した後に、焼結鉱をパレット外へ排鉱することを特徴とする前記（１）の排ガス循環焼結方法。
【００１４】
このようにして焼結鉱の成品歩留，強度，生産性の大幅な向上を図り、さらに粉コークス等の熱源および発塵量を低減させるものである。
【００１５】
【作用】
本発明者らの調査によれば、排ガス循環焼結方法における焼結ベッド内の１１５０℃以上の溶融部（以後赤熱帯という）厚みは、図１の焼結機の略側断面図の（ａ）図で示すように焼結初期の上層部では薄く、下層部に移るほど厚くなる。そして最下層では赤熱帯厚Ｓが１３０ｍｍ程度まで成長する。この結果、赤熱帯のパレット進行方向の長さＬは１０〜１５ｍ程度になることが判った。
【００１６】
この赤熱帯４と風箱５内またはウィンドレグの排風温度の関係を調査した結果、図１（ｂ）で示すように、下側の赤熱帯が焼結ベッドの最下層に到達した時点から排風温度が上昇し始め、パレット進行方向における赤熱帯長さＬのほぼ中間部で最高温度を示し、その後部では徐々に下降することが判明した。このように排風温度パターンから赤熱帯４の位置を知ることが出来る。
【００１７】
そして、排風温度が最高温度に達した時点では、焼結ベッドの下層部は溶融状態にあり、この状態で焼結機パレットから排鉱すると、未凝固の焼結層が落下衝撃やクラッシャーの破砕による剪断力を受け、焼結成品とならない５ｍｍ以下の細粒子が発生することが判った。
【００１８】
そこで発明者らは、排風温度が最高温度に達した時点から排鉱するまでの時間（以後熟成時間という）を変化させる試験を行い、焼結鉱成品歩留と最高温度から排鉱までの時間の関係を定量化した。その関係を図２に示した。
【００１９】
この結果、熟成時間が長くなるに従って成品歩留が向上していることが判る。しかしこの時間が２分になると成品歩留が飽和点を示し、これ以上の時間を掛けても歩留は向上しない。
【００２０】
この理由は、排風温度が最高温度の時点から徐々に時間がたつにつれ、溶融状態にあった焼結層が、上層から下に向かって流れるガスによって冷却されて、凝固が進行するからであり、排ガス循環焼結では熟成時間が約２分で凝固が完了する。凝固が完了した時点では強固な焼結鉱が出来上がっているため、これ以上熟成時間を延ばしても歩留の向上は図れない。
【００２１】
また本発明の他の手段として、焼結操業において前記のような風箱の排風温度以外の方法で赤熱帯の位置を検知する方法に、焼結層内の温度や風箱内排ガス中のＯ２  ，ＣＯ２  ，Ｈ２  Ｏ，ＳＯ２  値の検知がある。
【００２２】
図３で示すように、これらは排風温度との関係が強く、例えばＯ２  は初め約１０％であるが、排風温度の上昇と共にＯ２  分圧は増加し、排風温度が最大値を示した点で２０％になる。
【００２３】
またＣＯ２  は、初期には約１０％であるが、排風温度の上昇と共にＣＯ２  分圧は下降し、排風温度が最大値を示した点で１％になる。
【００２４】
またＨ２  Ｏは、初期には約１０％であるが、排風温度の上昇と共にＨ２  Ｏ分圧は下降し、排風温度が最大値を示した点でＨ２  Ｏ最大値の２５％の値となる。
【００２５】
またＳＯ２  は、初期には０ｐｐｍであるが、排風温度の上昇途中で最大値を示し、その後下降線を辿り、排風温度が最大値を示した点でＳＯ２  最大値の２５％の値となる。
【００２６】
このようにＯ２  ，ＣＯ２  ，Ｈ２  Ｏ，ＳＯ２  は排風温度と密接な関係があり、前記Ｏ２  ，ＣＯ２  ，Ｈ２  Ｏ，ＳＯ２  検出値を用いても熟成時間を制御し、焼結鉱成品歩留を向上させることが出来る。
【００２７】
Ｏ２  の場合は、焼結機風箱またはウィンドレグの排ガス中のＯ２  値が増加に転じ、その値が２０％以上になった時点から少なくとも２分以上焼結機パレット上で焼結した後、焼結鉱をパレット外へ排鉱することで熟成時間を制御出来る。
【００２８】
ＣＯ２  の場合は、焼結機風箱またはウィンドレグの排ガス中のＣＯ２  値が減少に転じ、その値が１％以下になった時点から、少なくとも２分以上焼結機パレット上で焼結した後、焼結鉱をパレット外へ排鉱することで、熟成時間を制御出来る。
【００２９】
Ｈ２  Ｏの場合は、焼結機風箱またはウィンドレグの排ガス中のＨ２  Ｏ値が減少に転じ、その値が３％以下になった時点から、少なくとも２分以上焼結機パレット上で焼結した後、焼結鉱をパレット外へ排鉱することで、熟成時間を制御出来る。
【００３０】
ＳＯ２  の場合は、焼結機風箱またはウィンドレグの排ガス中のＳＯ２  値が減少に転じ、その値が１００ｐｐｍ以下になった時点から、少なくとも２分以上焼結機パレット上で焼結した後、焼結鉱をパレット外へ排鉱することで熟成時間を制御出来る。
【００３１】
このように熟成時間の制御は、排風温度、排ガス中のＯ２  ，ＣＯ２  ，Ｈ２  Ｏ，ＳＯ２  のいずれか一つの検出値を用いて制御でき、適宜何れの方法を用いても良い。
【００３２】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
【００３３】
図４に、本発明を実施するに好適な焼結機の一例を示す。図において、１は点火炉，２は焼結ベッド，３はパレット，４は赤熱帯，５は吸引風箱，６は排ガス温度計，７は排鉱部，８は最終風箱，９は風箱の排鉱側端，１０は演算器，１１はパレット速度調整器，２０は循環ガス吸引ブロワー，２１は循環ガス吸引ダクト，２２は循環ガス吹込みフード，２３はウィンドレグである。
【００３４】
焼結は点火炉１にて原料層中のコークスに着火し、焼結ベッド２の下方に向かって焼結は進行する。パレット３は排鉱側７に向かって移動するので、赤熱帯４は排鉱側が最下層に位置する。
【００３５】
この間焼成用ガスは、焼結ベッド２の上面から下方に向かって吸引されているため、風箱５内の排ガス温度計６群は赤熱帯が最下層に到達した時点から上昇し始め、排鉱側に進むにつれて高温となり、ある位置で最大値（最高温度）を示し、さらに排鉱側７に進むにつれ温度は下降する。
【００３６】
この場合、排ガス温度計６群の最高温度の位置が、最終風箱８の排鉱側端９の地点からパレット３の速度を用いて、逆算して２分の点に来るように、演算器１０にてパレット速度を計算し、パレット速度調整器１１でパレット速度を調整する。
【００３７】
この結果、焼結機排ガスの排風温度が最大値を示したパレット３の焼結鉱は、２分後に排鉱されることになる。従って熟成時間は２分以上に保たれ、完全に焼結が完了してから排鉱されるため、焼結鉱成品とならない５ｍｍ以下の細粒子の発生は少ない。
【００３８】
図４に示した焼結機を用いて操業した結果を表１に示す。（焼結原料中の水分調整の場合）
【００３９】
【表１】
0003549918.tif 000002
【００４０】
従来例による製品歩留りは８２％であったが、これに対して本発明例は、製品歩留り８４％と大幅に向上し、また生産性も向上している。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明による排ガス循環焼結操業法は、排風温度により、またＯ２  ，ＣＯ２  ，Ｈ２  Ｏ，ＳＯ２  値を検知して赤熱帯の位置を知ることにより、効果的に熟成時間を割り出し焼結を行い、ベッド層内の溶融部をほぼ完全に凝固させた時点で排鉱することにより強固な焼結鉱を得ることができ、焼結成品とならない細粒子の発生を抑えることができるので、焼結鉱の成品歩留，強度，生産性の大幅な向上を図ることができ、さらに粉コークス等の熱源および発塵量を低減させることも可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための焼結ベッドの略側断面図であり、（ａ）図は焼結ベッド内の赤熱帯位置を示し、（ｂ）図はベッド下層の排風温度を示す。
【図２】本発明実施時の焼結熟成時間と成品歩留の関係を示す図面である。
【図３】本発明を説明するための排風温度と排ガス中のＯ２  ，ＣＯ２  ，Ｈ２  Ｏ，ＳＯ２  値の関係を示す図面である。
【図４】本発明を実施するに好適な焼結機の一例を示す側断面図である。
【符号の説明】
１          点火炉
２          焼結ベッド
３          パレット
４          赤熱帯
５          吸引風箱
６          排ガス温度計
７          排鉱部
８          最終風箱
９          風箱の排鉱側端
１０        演算器
１１        パレット速度調整器
１２        排風ブロワー
２０        循環ガス吸引ブロワー
２１        循環ガス吸引ダクト
２２        循環ガス吹込みフード
２３        ウィンドレグ
【図１】
0003549918.tif 000003
【図２】
0003549918.tif 000004
【図３】
0003549918.tif 000005
【図４】
0003549918.tif 000006