(57)【要約】      （修正有）【課題】生産性を低下させることなく、焼結鉱の焼結パレット幅方向両端部の焼結鉱の歩留まりを向上させて、焼結鉱全体の歩留まりを改善できる、焼結鉱の製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】焼結原料を焼結パレット上に充填した焼結原料層５を焼成して焼結鉱を製造する際に、焼結原料層表面に点火後、焼結原料層表面の焼結パレットの端部から７００ｍｍ以内のパレット壁際領域を燃焼ガスにより加熱する。また、焼結原料層表面に点火する点火用ラインバーナー３を有する点火炉２と、焼結原料層表面の焼結パレットの端部から７００ｍｍ以内のパレット壁際領域を燃焼ガスにより加熱する少なくとも１組以上のガス燃焼補助バーナー１ａ，１ｂ，１ｃとを有し、ガス燃焼補助バーナーが点火用ラインバーナーの下流側に設置されている焼結機を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結原料を焼結パレット上に充填した焼結原料層を焼成して焼結鉱を製造する際に、前記焼結原料層表面に点火後、該焼結原料層表面の前記焼結パレットの端部から７００ｍｍ以内のパレット壁際領域を燃焼ガスにより加熱することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
点火直後に燃焼ガスにより加熱を行なうことを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項３】
焼結原料を焼結パレット上に充填した焼結原料層を焼成して焼結鉱を製造する装置において、前記焼結原料層表面に点火する点火用ラインバーナーを有する点火炉と、前記焼結原料層表面の前記焼結パレットの端部から７００ｍｍ以内のパレット壁際領域を燃焼ガスにより加熱する少なくとも１組以上のガス燃焼補助バーナーとを有し、該ガス燃焼補助バーナーが前記点火用ラインバーナーの下流側に設置されていることを特徴とする焼結鉱の製造装置。
【請求項４】
ガス燃焼補助バーナーを、点火用ラインバーナー位置から下流側３ｍ以内に１組以上設置することを特徴とする請求項３に記載の焼結鉱の製造装置。
【請求項５】
ガス燃焼補助バーナーを点火炉内に設置することを特徴とする請求項３に記載の焼結鉱の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて焼結鉱を製造する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉の主原料である焼結鉱は、一般に以下のようにして製造される。まず、粉鉄鉱石、炭材、ＣａＯ含有副原料等を配合した焼結原料を、ドワイトロイド式焼結機の焼結パレット上に所定の厚さに充填し、この充填された焼結原料層の表層部の炭材に着火後、下方に向けて空気を吸引しながら焼結原料層内部の炭材を燃焼させ、その燃焼熱により焼結原料を焼結させて焼結ケーキとする。そして、この焼結ケーキを粉砕・整粒することにより、粒径が数ｍｍ以上の焼結鉱が得られる。
【０００３】
焼結原料層の上層部は上部からの吸引空気の冷却により焼成温度および焼成時間が短く、焼結鉱の強度が低くなるため歩留が低い。更に、焼結パレットの幅方向両端部に位置するサイドウォール（以下、側壁として記載する。）近傍は、焼結原料の充填性が低いためガス流速が速く、焼成過程における冷却速度が焼結パレット幅方向の中央部に比較して速い。このため、側壁近傍においては、焼結鉱の焼成歩留まりが中央部に比較して急激に低下し、生産性が低下する原因となっている。
【０００４】
上記の問題を解決し、脆弱部の強度、歩留を向上させるために、（ａ）熱源であるコークス（炭材）を焼結原料層の上層部や側壁近傍に増配すること、（ｂ）点火炉の燃焼を制御すること、が考案されてきた。
【０００５】
（ａ）コークスを焼結原料層の上層部や側壁近傍に増配することについては、（ａ−１）焼結原料層の表面全面にコークスを撒く（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）、（ａ−２）焼結原料用ホッパとは別に設置した炭材添加装置から、側壁近傍表面部（側壁より１５０〜５００ｍｍの領域に、５〜１０ｋｇ／ｔ・ｓ）に炭材（コークス）を添加する（例えば、特許文献３参照。）、（ａ−３）焼結原料層表面に溝を形成して、その溝の中に炭材を装入する（例えば、特許文献４参照。）等の方法がある。
【０００６】
（ｂ）点火炉の燃焼を制御することについては、（ｂ−１）焼結原料層表面温度を測定しパレット側壁近傍の表面温度が中央部より高温となるよう点火炉燃料の流量を調節する（例えば、特許文献５参照。）、（ｂ−２）バーナーを焼結パレット進行方向に２列以上設置し、少なくとも1列を移動可能とする（例えば、特許文献６参照。）、等の方法が知られている。
【特許文献１】特開平１０−３３０８５４号公報
【特許文献２】特開２０００−２５６７５７号公報
【特許文献３】特開昭６４−５２０２９号公報
【特許文献４】特開平２−３０１５２５号公報
【特許文献５】特開平２−１５３０２７号公報
【特許文献６】特開平３−０３１４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、（ａ−１）の焼結原料層全面にコークスを装入する技術では、焼結パレット全幅においてコークス燃焼帯の厚さが増大するため、ガスが通過する際の通気抵抗が増大する。これにより、通気性が悪化して、焼成が遅延する。また、コークスの燃焼を完了させるのに必要な空気原単位が増大するので、必要空気量を焼結原料層に吸引するための時間が長時間化して、焼結時間が長時間化する。したがって、焼結鉱製造の生産性は低下する。（ａ−２）の焼結原料層端部表面にコークスを装する技術は、焼結原料層の側壁近傍の幅方向両端部表面のみにコークスを装入するので、通気性の悪化をある程度抑制できる。しかし、コークスの装入量が多く、焼結原料の粉鉄鉱石の昇温に有効に寄与していないコークスの比率が高いため、全体として焼結鉱製造の生産性は低下する。（ａ−３）は、焼結原料層表面に形成した溝に炭材を装入するため、溝を形成した部分と溝が形成されていない部分とで焼ムラが発生し、溝を形成しなかった部分ではほとんど歩留まりが改善されない。
【０００８】
また、（ｂ−１）焼結パレット側壁近傍の表面温度が中央部より高温となるよう点火炉燃料の流量を調節する方法では、焼結原料層の着火面積が一定であるために側壁近傍の焼結反応の悪化を改善する効果が小さい。（ｂ−２）の方法を用いた場合、焼結パレット幅方向全体に渡って高温ガスが通過する際に通気抵抗を増大させる。このため、焼結原料層の通気が悪化して焼成が遅延する。したがって高生産率の焼成には限界がある。
【０００９】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、生産性を低下させることなく、焼結鉱の焼結パレット幅方向両端部の焼結鉱の歩留まりを向上させて、焼結鉱全体の歩留まりを改善できる、焼結鉱の製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）焼結原料を焼結パレット上に充填した焼結原料層を焼成して焼結鉱を製造する際に、前記焼結原料層表面に点火後、該焼結原料層表面の前記焼結パレットの端部から７００ｍｍ以内のパレット壁際領域を燃焼ガスにより加熱することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
（２）点火直後に燃焼ガスにより加熱を行なうことを特徴とする（１）に記載の焼結鉱の製造方法。
（３）焼結原料を焼結パレット上に充填した焼結原料層を焼成して焼結鉱を製造する装置において、前記焼結原料層表面に点火する点火用ラインバーナーを有する点火炉と、前記焼結原料層表面の前記焼結パレットの端部から７００ｍｍ以内のパレット壁際領域を燃焼ガスにより加熱する少なくとも１組以上のガス燃焼補助バーナーとを有し、該ガス燃焼補助バーナーが前記点火用ラインバーナーの下流側に設置されていることを特徴とする焼結鉱の製造装置。
（４）ガス燃焼補助バーナーを、点火用ラインバーナー位置から下流側３ｍ以内に１組以上設置することを特徴とする（３）に記載の焼結鉱の製造装置。
（５）ガス燃焼補助バーナーを点火炉内に設置することを特徴とする（３）に記載の焼結鉱の製造装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、焼結速度を落さずに、焼結鉱を生産性を低下させることなく歩留まりを向上させて製造することが可能となり、焼結鉱の生産量を増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明においては、焼結パレットの側壁近傍であるパレット壁際領域の、焼結原料焼成時における冷却速度を、パレット幅方向の中央部と同等にすることにより、パレット壁際領域の焼成歩留の悪化を阻止し生産性の低下を防止する。具体的には、パレット側壁から７００ｍｍ以内のパレット壁際領域の焼結原料層の表面を燃焼ガスにより加熱しつつ焼結を行うことでパレット壁際領域の焼成歩留の悪化を防止する。
【００１３】
パレット壁際領域の焼結原料層の表面を燃焼ガスにより加熱することで、燃焼帯が高温でかつ厚くなり通気抵抗が増大し、焼成温度が高くまた焼成時間が長くなることにより焼結鉱の強度が向上し、歩留を改善できる。
【００１４】
一方、適正なガス速度にバランスしている焼結パレット中央部には影響がないため、焼成の終了するまでの時間には変化が無く、高生産率を維持することが可能となる。
【００１５】
パレット側壁から７００ｍｍ以内の側壁近傍の焼結原料層の表面を燃焼ガスにより加熱する理由は、焼結鉱の歩留まりの分布を調べた結果、側壁から７００ｍｍまでの範囲が歩留まりが低下する実質的な領域の最大幅であり、側壁から７００ｍｍを超える範囲まで加熱すると焼結原料層の表面に対する比率が３０％を超えて大きくなり、通気抵抗が増大するため生産性が低下するからである。したがって、本発明では歩留まりの低下する側壁から７００ｍｍ以内の焼結原料層の表面を加熱して、製造される焼結鉱の歩留まり向上を達成する。側壁から７００ｍｍ以内の焼結原料層の表面の少なくとも一部を加熱すれば効果があるが、一方で、側壁から２００ｍｍ未満までの範囲しか加熱を行なわないと、焼結原料層表面を加熱する効果が小さく、歩留まり改善効果も小さい。
【００１６】
燃焼ガスによる加熱は、高温燃焼ガス加熱であることが好ましい。５００℃以上の高温ガスを用いれば効果が高いが、１５００℃以上であると補助バーナーの耐熱性に問題があるので、１５００℃以下程度、より好ましくは１３００℃以下が適当である。
【００１７】
また、焼結パレット上部の焼結原料焼成時における熱履歴の改善のためには、なるべく上層部コークスが燃焼している状態で加熱ガス（高温燃焼ガス）を表面から供給することが望ましく、焼結原料層表面への点火直後に燃焼ガスにより加熱を行なうことが望ましい。
【００１８】
次に、本発明方法の実施に好適な焼結鉱の製造装置について説明する。
【００１９】
上記の方法を実施するためには、焼結原料を焼結パレット上に充填した焼結原料層を焼成して焼結鉱を製造する装置において、前記焼結原料層表面に点火する点火用ラインバーナーを有する点火炉と、前記焼結原料層表面の前記焼結パレットの端部から７００ｍｍ以内のパレット壁際領域を燃焼ガスにより加熱する少なくとも１組以上のガス燃焼補助バーナーとを有し、該ガス燃焼補助バーナーが前記点火用ラインバーナーの下流側に設置されていることを特徴とする焼結鉱の製造装置を用いることが望ましい。ガス燃焼補助バーナーを点火用ラインバーナーの下流側に設置することで、焼成中のパレット壁際領域の焼結原料を加熱する。なお、ガス燃焼補助バーナーは２本一組として、ライン方向で同じ位置に相当する、焼結パレット両側のパレット壁際領域を同時に加熱することが望ましい。
【００２０】
ガス燃焼補助バーナーとしては、通常のガスバーナーを用いればよく、例えば製鉄所発生ガス等を燃料として用いることができる。
【００２１】
ガス燃焼補助バーナーは、点火用ラインバーナー位置から下流側３ｍ以内に１組以上設置することが望ましい。焼結パレット上部の焼結原料焼成時における熱履歴の改善のためには、なるべく上層部コークスが燃焼している状態で燃焼ガスを表面から供給することが望ましく、燃焼ガスの供給は、ガスは点火用ラインバーナーの点火位置から３ｍ以内の下流位置に設置することが望ましい。３ｍ以内の下流位置であれば表面のガス加熱領域は進行方向に長いほど改善効果は大きくなるが、ラインの片側のパレット壁際領域につきバーナー１本の設置であっても改善効果は大きく、ガス使用量との経済性の観点からガス燃焼補助バーナー本数は適宜選択することができる。
【００２２】
また、ガス燃焼補助バーナーを用いる場合、焼結原料層表面をより高温にするにはガス燃焼補助バーナーからの加熱ガスが冷風で希釈されるのを防ぐことが望ましく、加熱燃焼補助バーナーの加熱ガス噴出口周囲を覆うか、ガス燃焼補助バーナーを耐火物で内面が覆われている点火炉の中に設置することが好ましい。ガス燃焼補助バーナーを点火炉の内部に設置する場合は、点火直後から焼結原料表層を加熱する効果もあるので、特に好ましい。
【００２３】
図1に、本発明の焼結鉱製造装置の一実施形態の概略図を示す。図1（ａ）はライン方向の側面図、図１（ｂ）は平面図である。ガス燃焼補助バーナー１は、点火炉２内部に設置された点火用ラインバーナー３の下流であり、点火炉２内に設置されたガス燃焼補助バーナー１ａと、点火炉２外側に設置されたガス燃焼補助バーナー１ｂ、１ｃからなり、ラインの片側のパレット壁際領域につき３本、両側で合計6本のガス燃焼補助バーナー１を配置した場合である。各ガス燃焼補助バーナー１は、パレット側壁４から７００ｍｍ以内のパレット壁際領域内を加熱するように設置する。このような配置とすることで、焼結原料層５表層に点火用ラインバーナー３により点火して、着火させた直後から焼結原料層５表面を加熱可能であり、更に下流において加熱可能に２組のガス燃焼補助バーナー１ｂ、１ｃが順次設置されている。
【実施例１】
【００２４】
図1と同様の、焼結パレット両側にガス燃焼補助バーナーを設置したドワイトロイド式焼結鉱製造装置を用いて焼結鉱の製造を行なった。ガス燃焼補助バーナーは移動可能として、本数、配置間隔、側壁からの配置位置を変更可能とした。ガス燃焼補助バーナーの燃焼ガスにはMガスを用い、焼結パレット幅は４．０ｍであった。
【００２５】
表1に示す化学組成の原料鉱石と副原料とを、表２に示す配合比率で配合して、焼結原料を構成した。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
【表２】
2006225682.tif 000004
【００２８】
焼結パレット上の焼結原料層厚は、６００ｍｍとして装入し、基準パレットスピード２．５ｍ／ｍｉｎで焼結操業を行った。なお、パレットスピードは、焼成時間に応じて適宜調整を加えた。操業条件を下記の（Ａ）〜（Ｃ）で変化させて焼結鉱の製造を行ない、歩留、焼結時間、生産性を測定した。歩留は原料から製品焼結鉱の得られた割合、焼結時間は製造装置内で焼結が完了するように設定した焼結に要する時間、生産性は単位時間、単位焼成面積当たりの製品焼結鉱生産量において、ガス燃焼補助バーナーによる加熱無しの条件を１００とした相対値である。
【００２９】
（Ａ）ガス燃焼補助バーナーを側壁から３００ｍｍ内側で、点火用ラインバーナーから下流側に焼結パレット上の両側に設置し、点火用ラインバーナーから下流側へ１ｍ間隔でガス燃焼補助バーナーを順次増やした場合の比較を行なった。ガス燃焼補助バーナー１本当りの燃焼Mガス量は０．８Ｎｍ3／ｍｉｎとした。ガス燃焼補助バーナーは、片側１〜５本で変化させた。結果を図２〜図４に示す。
【００３０】
（Ｂ）ガス燃焼補助バーナーを側壁から３００ｍｍ内側で、点火用ラインバーナーから下流側に焼結パレット上の両側に設置し、点火用ラインバーナーからガス燃焼補助バーナーへの間隔を変化させて比較を行なった。ガス燃焼補助バーナーは、片側３本（両側で６本）とし、ガス燃焼補助バーナー１本当りの燃焼Mガス量は０．８Ｎｍ3／ｍｉｎとした。結果を図５〜図７に示す。
【００３１】
（Ｃ）点火用ラインバーナーから下流側へ１ｍ位置から１ｍｍ間隔でガス燃焼補助バーナーを両側に1本づつ３組（両側で６本）設置し、ガス燃焼補助バーナーの側壁からの位置を０〜１１０ｃｍで変化させて比較を行なった。ガス燃焼補助バーナー１本当りの燃焼Mガス量は０．８Ｎｍ3／ｍｉｎとした。結果を図８〜図１０に示す。
【００３２】
（Ａ）のガス燃焼補助バーナー本数を変化させた場合において、ガス燃焼補助バーナーを用いない従来法での歩留が７５％であるのに対し、ガス燃焼補助バーナーを用いる本発明方法を用いた場合は７６．４％以上に歩留が改善された。焼結時間に大きな変化は見られず、生産性も向上した。
【００３３】
（Ｂ）の点火用ラインバーナーからガス燃焼補助バーナーへの間隔を変化させた場合において、３ｍ以内では充分な歩留改善が得られるが、点火用ラインバーナーからの距離が３ｍを超える場合では、焼結時間の延長に従い、生産性が低下した。したがって、ガス燃焼補助バーナーは点火用ラインバーナー位置から下流側３ｍ以内に1本以上設置することが望ましい。
【００３４】
（Ｃ）の側壁からのガス燃焼補助バーナー位置を変化させた場合においては、７００ｍｍ以内の領域では充分な歩留改善が得られるが、７００ｍｍ超えでは焼結時間が延長して、生産性が低下した。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の焼結鉱製造装置の一実施形態の概略図。（ａ）ライン方向の側面図、（ｂ）平面図。
【図２】片側ガス燃焼補助バーナー本数と歩留の関係を示すグラフ。
【図３】片側ガス燃焼補助バーナー本数と焼結時間の関係を示すグラフ。
【図４】片側ガス燃焼補助バーナー本数と生産性の関係を示すグラフ。
【図５】点火用ラインバーナーからガス燃焼補助バーナーへの間隔と歩留の関係を示すグラフ。
【図６】点火用ラインバーナーからガス燃焼補助バーナーへの間隔と焼結時間の関係を示すグラフ。
【図７】点火用ラインバーナーからガス燃焼補助バーナーへの間隔と生産性の関係を示すグラフ。
【図８】側壁からのガス燃焼補助バーナー位置と歩留の関係を示すグラフ。
【図９】側壁からのガス燃焼補助バーナー位置と焼結時間の関係を示すグラフ。
【図１０】側壁からのガス燃焼補助バーナー位置と生産性の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３６】
１（１ａ、１ｂ、１ｃ）    ガス燃焼補助バーナー
２    点火炉
３    点火用ラインバーナー
４    パレット側壁
５    焼結原料層
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006225682.tif 000007
【図４】
2006225682.tif 000008
【図５】
2006225682.tif 000009
【図６】
2006225682.tif 000010
【図７】
2006225682.tif 000011
【図８】
2006225682.tif 000012
【図９】
2006225682.tif 000013
【図１０】
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