(57)【要約】 【課題】設備の区間別の負圧差による排ガスの流れ間の干渉を抑制または防止することのできる排ガスの処理装置及び処理方法及び設備の排ガスの流れ間の干渉を抑制または防止して、設備の操業効率を向上させることのできる排ガスの処理装置及び処理方法を提供する。【解決手段】本発明は、複数の区間を移動しながら原料を処理可能なように設置される台車の下部に前記台車の走行方向に沿って延在し、互いに仕切られる循環領域及び排気領域を有する吸引部と、前記台車と吸引部との間隙をシールするように、前記循環領域と排気領域との境界に配設される遮断部と、を備え設備の区間別の負圧差による排ガスの流れ間の干渉を抑制または防止することを特徴とする。
2019534951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の区間を移動しながら原料を処理可能なように設置される台車の下部に前記台車の走行方向に沿って延在し、互いに仕切られる循環領域及び排気領域を有する吸引部と、
前記台車と吸引部との間隙をシールするように、前記循環領域と排気領域との境界に配設される遮断部と、
を備えることを特徴とする排ガスの処理装置。
【請求項２】
前記吸引部は、前記台車の走行方向に沿って配列される複数のウィンドボックスを備え、
前記複数のウィンドボックスは、前記吸引部が延在した方向に隣り合う上側の端部がそれぞれ連接し、
前記遮断部は、前記複数のウィンドボックスのうち、前記循環領域と排気領域との境界を間に挟んで前記境界に接する一部のウィンドボックスの互いに連接する上側の端部に配設されることを特徴とする請求項１に記載の排ガスの処理装置。
【請求項３】
前記遮断部の上面と前記台車の下面との間隔は、誤差範囲内において、０を超え、且つ、１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の排ガスの処理装置。
【請求項４】
複数の区間を移動しながら原料を処理可能なように設置される台車の下部において互いに仕切られた循環領域と排気領域とに配置され、前記台車の走行方向に沿って配列される複数のウィンドボックスを備え、
前記複数のウィンドボックスのうち、前記循環領域と排気領域との境界に隣り合って配置される一部のウィンドボックスの上側の端部は、残りのウィンドボックスの上側の端部よりも突出することを特徴とする排ガスの処理装置。
【請求項５】
前記一部のウィンドボックスは、前記境界を間に挟んで前記循環領域に位置する第１のウィンドボックス及び前記排気領域に位置する第２のウィンドボックスを備え、
前記第１のウィンドボックスと第２のウィンドボックスとが接する上側の端部は、前記台車の下面から０を超え、且つ、１００ｍｍ以下の距離内に位置することを特徴とする請求項４に記載の排ガスの処理装置。
【請求項６】
前記境界において前記台車と前記一部のウィンドボックスとの間隙をシールするように、前記第１のウィンドボックスと第２のウィンドボックスとが接する上側の端部に配設される遮断部を備えることを特徴とする請求項５に記載の排ガスの処理装置。
【請求項７】
前記遮断部は、
前記台車の走行方向に交差する方向に延在する遮断部胴体と、
前記台車の走行方向に前記遮断部胴体に突設されるフラップと、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３及び請求項６のいずれか一項に記載の排ガスの処理装置。
【請求項８】
前記フラップは、前記遮断部胴体の上部または下部に形成されるか、あるいは、前記遮断部胴体の上部と下部との間に形成されることを特徴とする請求項７に記載の排ガスの処理装置。
【請求項９】
前記フラップは、前記循環領域及び排気領域のうちの少なくとも一方の領域に位置することを特徴とする請求項７に記載の排ガスの処理装置。
【請求項１０】
前記フラップは、前記循環領域及び排気領域のうち、負圧のさらに小さな領域に位置することを特徴とする請求項７に記載の排ガスの処理装置。
【請求項１１】
前記フラップと向かい合うウィンドボックスの上側の端部の断面の幅が１であれば、前記フラップの突出長さは、０を超え、且つ、２／３以下であることを特徴とする請求項７に記載の排ガスの処理装置。
【請求項１２】
前記遮断部は、
前記フラップの上面に突設される少なくとも一つのリブをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の排ガスの処理装置。
【請求項１３】
前記リブは、前記台車の走行方向または前記台車の走行方向に交差する方向に延在することを特徴とする請求項１２に記載の排ガスの処理装置。
【請求項１４】
前記リブが複数形成されれば、前記複数のリブは、一部が前記台車の走行方向に延在し、残りが前記台車の走行方向に交差する方向に延在することを特徴とする請求項１３に記載の排ガスの処理装置。
【請求項１５】
前記遮断部は、
前記遮断部胴体から前記フラップの端部へと向かう方向に、前記フラップの端部に下り傾斜となるように突設されるティップをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の排ガスの処理装置。
【請求項１６】
前記フラップと向かい合うウィンドボックスの上側の端部の断面の幅が１であれば、前記台車の走行方向への前記フラップとティップの全体の突出長さは、０を超え、且つ、２／３以下であることを特徴とする請求項１５に記載の排ガスの処理装置。
【請求項１７】
台車に原料を装入して、複数の区間を移動させながら熱処理する過程と、
前記台車の下部に前記台車の走行方向に沿って延在し、互いに仕切られる循環領域と排気領域とを有する吸引部を用いて、前記台車の内部を吸引する過程と、
前記循環領域と排気領域のうち、負圧のさらに小さな領域の排ガスが前記台車と吸引部との間隙側に逆流することを抑制する過程と、
を含むことを特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項１８】
前記循環領域と排気領域との境界に設けられた遮断部を用いて、前記排ガスが逆流することを抑制することを特徴とする請求項１７に記載の排ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスの処理装置及び処理方法に係り、より詳しくは、設備の区間別の負圧差による排ガスの流れ間の干渉を抑制または防止することのできる排ガスの処理装置及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結鉱は、粉鉄鉱石、石灰石、粉コークス及び無煙炭などを原料として製造される高炉装入物である。溶銑の生産のための高炉の操業に際して、焼結鉱は、高炉の内部に鉄鉱石及びコークスとともに装入される。焼結鉱の製造工程は、微粒の粉鉄鉱石を焼結して高炉の使用に適した大きさに製造する工程である。焼結鉱の製造工程は、配合原料を用意する過程と、配合原料を焼結鉱に製造する過程と、を含む。中でも、配合原料を焼結鉱に製造する過程は、通常、焼結機において行われる。
【０００３】
配合原料を焼結鉱に製造する過程は、次のようにして行われる。焼結台車を焼結機の延在方向に移動させながら、焼結台車の上に配合原料を一定の高さで装入し、配合原料の表層を点火して燃焼帯を生成し、排ガスの処理装置を用いて焼結台車の下方に空気を強制的に吸引して燃焼帯を下方に移動させながら配合原料を焼結する。次いで、焼結済みの配合原料、例えば、焼結鉱は、焼結機の排鉱区間に設けられた破砕機及び冷却機を経て破砕され且つ冷却され、高炉の使用に適した５ｍｍ〜５０ｍｍの粒度に分級されて高炉に送られる。
【０００４】
一方、焼結機の機能の向上とエネルギーの低減のための焼結排ガスの循環技術は、米国のＫｉｎｓｅｙが昭和５０年度（１９７５年度）にＡＩＭＥに発表して注目を集めた。この発表において、焼結機の長さを延ばして焼結機に冷却機を組み付けた形態であるオンストランドクーリング（ｏｎ−ｓｔｒａｎｄ  ｃｏｏｌｉｎｇ）焼結機が提示され、焼結部と冷却部を二つの領域と仮定して分割して吸引しながら、冷却部から排出される高温の排ガスを焼結部の空気に循環させて用いるエネルギー低減型の焼結模型が一緒に提示された。次いで、日本国及びヨーロッパにおいてこれと類似の研究や特許が１９７０年代と１９８０年代に亘って多数発表され出願された。
【０００５】
焼結排ガスの循環技術を焼結機の操業に適用すれば、排ガスの顕熱を焼結に再活用して焼結に必要なエネルギーを低減することができる。第一次オイルショック（第一次石油危機）後に、昭和５９年度（１９８４年度）に和歌山では、４焼結をオンストランドクーリング焼結機に改造した後、焼結機の冷却部の空気を再循環させて焼結用の空気として使用した。また、北九州と鹿島などでも、冷却機の排ガスを焼結機に循環させる焼結排ガスの循環技術を適用した。そして、昭和６６年度（１９９１年度）にＮＫＫでは、福山４焼結の生産性の向上を目指して、吸引能力を増大させるために、第２のブロワーを設置した後、第２のブロワーが回収する排ガスを焼結機の排鉱部側に再循環させることにより、ここに設置されたボイラーの顕熱の回収能力を一緒に向上させる方式を適用した。
【０００６】
以上の事例は、排ガスの顕熱を焼結層または点火炉に伝えてエネルギーを低減することを目的とするとともに、排ガス量の低減をさらなる目的として、焼結排ガスの循環技術を焼結機の操業に適用した事例である。
【０００７】
一方、環境ポリシーによる規制が強化されることに伴い、最近は、硫酸化物（ＳＯｘ）と窒素酸化物（ＮＯｘ）などの処理設備への投資費及び運営費がコスト負担となっている。このため、各国の製鉄所では、焼結機から排出される排ガス量を最大限に再活用して、公害防止設備への投資費を削減しながら、エネルギーを低減することにより、温室ガスの規制に対応している。
【０００８】
例えば、昭和６７年度（１９９２年度）にＮＳＣの北九州３焼結は、生産性及び品質を保ちながら排ガス量を最大限に減量するように設備を改善して、２８％の排ガス量を低減し、昭和６９年度（１９９４年度）にドイツのＬｕｒｇｉは、ＥＯＳ（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）を開発した後、これをオランダのＨｏｏｇｏｖｅｎｓ焼結工場に適用することにより、約４０％の排ガス量を低減した。これらの事例は、国際的な環境規制に備えたものであるが、技術が完成された状態ではない。
【０００９】
また、昭和６９年度（１９９４年度）にＮＳＣのフツプロセス研究所、オーストリアのＶｏｅｓｔ−Ａｌｐｉｎｅ、豪州のＢＨＰ及びイタリアのＣＳＭ（Ｃｅｎｔｒｏ  Ｓｖｉｌｕｐｐｏ  Ｍａｔｅｒｉａｌｉ）などで焼結工程を環境にやさしい工程に改善しようとする取り組みを行っており、住友では、オンストランドクーリング焼結機に原料層を上段と下段という二つの段に分類して装入して、それぞれを点火焼結することにより、上段の排ガスを下段の焼結に再使用する二段点火焼結法への取り組みを行っている。
【００１０】
一方、焼結鉱の増産のための方案として、排ガスの処理装置のブロワー能力を増大させて焼結風量を増やす方案と、焼結機の火床面積を拡大させて焼結風量を増やす方案と、が工夫されている。このとき、排ガスの処理装置のブロワー能力を増大させれば、排ガスの清浄のための構造も増設しなければならず、排ガスの処理装置のさらなるメンテナンスコストがかかってしまう。
【００１１】
そこで、ＰＯＳＣＯの浦項４焼結は、焼結排ガスの循環技術を取り入れながらも、高炉の内容積の拡大と、高出銑比の操業による焼結鉱の需要の増大に対応して、焼結鉱を増産することを目指して、焼結機の火床面積を拡大させ、これによる焼結風量の増加に対応して、排ガスの処理装置に排ガスの循環のためのブロワーをさらに配設した。
【００１２】
このとき、さらに配設されたブロワーは、焼結層の通気抵抗が最も大きな個所を排ガスの吸引位置として、この位置の排ガスを高圧で吸引した後、比較的に酸素の消耗量が少ない焼結層の後端に循環させるようになっていた。一方、さらに配設されたブロワーにより吸引された排ガスは、焼結層の上部に循環して供給されるため、排ガスの総量が保たれる。したがって、たとえ、浦項４焼結の火床面積を増やし、且つ、ブロワーをさらに配設したとしても、排ガスの処理装置の排ガスの清浄と関連する既存の構造をそのまま用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】韓国公開特許公報第１０−２００２−００１４８７７号
【特許文献２】韓国公開特許公報第１０−２０１６−００７９２４０号
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Ｆ．Ｗ．  Ｋｉｎｓｅｙ，  Ｄｒａｖｏ  ｃｏ．，  ，  “Ｄｅｓｉｇｎ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｆｏｒ  ｓｔｒａｎｄ  ｃｏｏｌｉｎｇ”，  ＡＩＭＥ，  ｖｏｌ．３４，  Ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ，  ｐ８５，  （１９７５）
【非特許文献２】Ｄ．  Ｓｃｈｌｅｂｕｓｃｈ，  Ｆ．  Ｃａｐｐｅｌ，  “Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  ｓｉｎｔｅｒ  ｐｌａｎｔ”，  ６−ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ，  ｐ４０３−４０８，  Ｎａｇｏｙａ，  Ｊａｐａｎ，  （１９９３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的とするところは、設備の区間別の負圧差による排ガスの流れ間の干渉を抑制または防止することのできる排ガスの処理装置及び処理方法を提供することにある。
【００１６】
また、設備の排ガスの流れ間の干渉を抑制または防止して、設備の操業効率を向上させることのできる排ガスの処理装置及び処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の排ガスの処理装置は、複数の区間を移動しながら原料を処理可能なように設置される台車の下部に前記台車の走行方向に沿って延在し、互いに仕切られる循環領域及び排気領域を有する吸引部と、前記台車と吸引部との間隙をシールするように、前記循環領域と排気領域との境界に配設される遮断部と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
前記吸引部は、前記台車の走行方向に沿って配列される複数のウィンドボックスを備え、前記複数のウィンドボックスは、前記吸引部が延在した方向に隣り合う上側の端部がそれぞれ連接し、前記遮断部は、前記複数のウィンドボックスのうち、前記循環領域と排気領域との境界を間に挟んで前記境界に接する一部のウィンドボックスの互いに連接する上側の端部に配設されることを特徴とする。
【００１９】
前記遮断部の上面と前記台車の下面との間隔は、誤差範囲内において、０を超え、且つ、１００ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の排ガスの処理装置は、複数の区間を移動しながら原料を処理可能なように設置される台車の下部において互いに仕切られた循環領域と排気領域とに配置され、前記台車の走行方向に沿って配列される複数のウィンドボックスを備え、前記複数のウィンドボックスのうち、前記循環領域と排気領域との境界に隣り合って配置される一部のウィンドボックスの上側の端部は、残りのウィンドボックスの上側の端部よりも突出してことを特徴とする。
【００２１】
前記一部のウィンドボックスは、前記境界を間に挟んで前記循環領域に位置する第１のウィンドボックス及び前記排気領域に位置する第２のウィンドボックスを備え、前記第１のウィンドボックスと第２のウィンドボックスとが接する上側の端部は、前記台車の下面から０を超え、且つ、１００ｍｍ以下の距離内に位置することを特徴とする。
【００２２】
前記境界において前記台車と前記一部のウィンドボックスとの間隙をシールするように、前記第１のウィンドボックスと第２のウィンドボックスとが接する上側の端部に配設される遮断部を備えることを特徴とする。
【００２３】
前記遮断部は、前記台車の走行方向に交差する方向に延在する遮断部胴体と、前記台車の走行方向に前記遮断部胴体に突設されるフラップと、を備えることを特徴とする。
【００２４】
前記フラップは、前記遮断部胴体の上部または下部に形成されるか、あるいは、前記遮断部胴体の上部と下部との間に形成されることを特徴とする。また、前記フラップは、前記循環領域及び排気領域のうちの少なくとも一方の領域に位置することを特徴とする。また、前記フラップは、前記循環領域及び排気領域のうち、負圧のさらに小さな領域に位置することを特徴とする。前記フラップと向かい合うウィンドボックスの上側の端部の断面の幅が１であれば、前記フラップの突出長さは、０を超え、且つ、２／３以下であることを特徴とする。
【００２５】
前記遮断部は、前記フラップの上面に突設される少なくとも一つのリブをさらに備えていることを特徴とする。前記リブは、前記台車の走行方向または前記台車の走行方向に交差する方向に延在することを特徴とする。前記リブが複数形成されれば、前記複数のリブは、一部が前記台車の走行方向に延在し、残りが前記台車の走行方向に交差する方向に延在することを特徴とする。
【００２６】
前記遮断部は、前記遮断部胴体から前記フラップの端部へと向かう方向に、前記フラップの端部に下り傾斜となるように突設されるティップをさらに備えることを特徴とする。前記フラップと向かい合うウィンドボックスの上側の端部の断面の幅が１であれば、前記台車の走行方向への前記フラップとティップの全体の突出長さは、０を超え、且つ、２／３以下であることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の排ガスの処理方法は、台車に原料を装入して、複数の区間を移動させながら熱処理する過程と、前記台車の下部に前記台車の走行方向に沿って延在し、互いに仕切られる循環領域と排気領域とを有する吸引部を用いて、前記台車の内部を吸引する過程と、前記循環領域と排気領域のうち、負圧のさらに小さな領域の排ガスが前記台車と吸引部との間隙側に逆流することを抑制する過程と、を含むことを特徴とする。
【００２８】
前記循環領域と排気領域との境界に設けられた遮断部を用いて、前記排ガスが逆流することを抑制することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、設備の区間別の負圧差による排ガスの流れ間の干渉を抑制または防止することができ、設備の操業効率を向上させることができる。
【００３０】
例えば、製鉄所の焼結鉱の製造操業に適用されれば、台車の下部に台車の走行方向に配列された複数のウィンドボックスのうち、排ガスの循環領域と排気領域との境界を間に挟んでこの境界に接する一部のウィンドボックスの互いに連接する上側の端部に遮断部を配設する。そして、台車に原料を装入して複数の区間を移動させながら熱処理しつつ台車の内部を下方に吸引する間に、この遮断部を用いて、排ガスの循環領域と排気領域のうち、負圧の小さな領域の排ガスが台車とウィンドボックスとの間隙側に逆流して負圧の大きな領域に流れ込むことを抑制または防止することができる。
【００３１】
あるいは、台車の下部に台車の走行方向に配列された複数のウィンドボックスのうち、排ガスの循環領域と排気領域との境界を間に挟んでこの境界に接する一部のウィンドボックスの互いに連接する上側の端部を残りのウィンドボックスの上側の端部よりも上側に突出させる。このとき、上述した一部のウィンドボックスの互いに接する上側の端部に遮断部がさらに配設されてもよい。そして、台車に原料を装入して複数の区間を移動させながら熱処理しながら台車の内部を下方に吸引する間に、上記の一部のウィンドボックスの突出した上側の端部または遮断部を用いて、排ガスが循環される領域と排ガスが排気される領域のうち、負圧の小さな領域の排ガスが台車とウィンドボックスとの間隙側に逆流して負圧の大きな領域に流れ込むことを抑制または防止することができる。
【００３２】
これにより、排ガスの循環領域と排気領域との境界に接しながら、排ガスの循環領域の周縁に置かれたウィンドボックスと、排ガスの排気領域の周縁に置かれたウィンドボックスの排ガスの流れが互いに干渉されながら相対的に負圧の小さな側のウィンドボックスにおいて排ガスの逆流が生じることを抑制または防止することができる。したがって、排ガスの循環の流れ及び排気の流れの効率を両方とも向上させることができ、全体の排ガスの流量を向上させることができる。結局、焼結鉱の製造操業の効率を向上させることができて、高品位の焼結鉱を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例に係る原料処理設備の概略図である。
【図２】本発明の実施例に係る排ガスの処理装置を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例の第１の変形例に係る遮断部の概略図である。
【図４】本発明の実施例の第２の変形例に係る遮断部の概略図である。
【図５】本発明の実施例の第３の変形例に係る遮断部の概略図である。
【図６】本発明の実施例の第４の変形例に係る遮断部の概略図である。
【図７】本発明の実施例の第５の変形例に係る遮断部の概略図である。
【図８】本発明の比較例に係る吸引部の排ガスの流れの概略図である。
【図９】本発明の比較例と実施例に係る吸引部の排ガスの流れを数値解析してその結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の比較例と実施例に係る吸引部の排ガスの流れに対する縮小モデリング実験の結果を撮影した写真である。
【図１１】本発明の比較例と実施例に係る吸引部の排ガスの流れに対する縮小モデリング実験の結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例をより詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施例に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施例は本発明の開示を完全たるものにし、当該分野において通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明の実施例を説明するために、図面は誇張されてもよく、図中、同じ符号は、同じ構成要素を指し示す。
【００３５】
本発明の実施例を説明するための用語のうち、「上部」と「下部」は、構成要素の一部分であって、上の部分と下の部分をそれぞれ指し示す。なお、「上に」と「下に」は、構成要素の上部と下部に直間接的に接して作用を及ぼす空間を指し示す。
【００３６】
本発明は、設備の区間別の負圧差、例えば、ウィンドボックス間の負圧差により焼結機の排ガスの流れのうち、循環される流れと排気される流れとの間に流動干渉が起こることを抑制または防止することのできる排ガスの処理装置及び方法に関するものである。以下、製鉄所の焼結鉱の製造操業を基準として、実施例を詳述する。いうまでもなく、本発明は、種々の処理設備の排ガスの流れの制御にも活用可能である。
【００３７】
一方、本発明の実施例を説明するに当たって、本発明への理解が明確になるように、まず、本発明の実施例に係る原料処理設備を説明した後、これに基づいて、本発明の実施例に係る排ガスの処理装置及び排ガスの処理方法を詳しく説明する。
【００３８】
図１は、本発明の実施例に係る排ガスの処理装置が適用された原料処理設備の概略図であり、図２は、本発明の実施例に係る排ガスの処理装置の吸引部及び遮断部を示す概略図である。
【００３９】
また、図３から図７は、本発明の実施例に係る遮断部の変形例を種々に示す概略図である。このとき、図３は、本発明の実施例の第１の変形例に係る遮断部の概略図であり、図４は、本発明の実施例の第２の変形例に係る遮断部の概略図であり、図５は、本発明の実施例の第３の変形例に係る遮断部の概略図であり、図６は、本発明の実施例の第４の変形例に係る遮断部の概略図であり、図７は、本発明の実施例の第５の変形例に係る遮断部の概略図である。
【００４０】
図１に示す通り、本発明の実施例に係る原料処理設備は、台車１０と、原料ホッパー２１と、上部鉱ホッパー２２と、点火炉３０及び排ガスの処理装置４００を備える。
【００４１】
原料処理設備は、例えば、原料を装入されて複数の区間に沿って順次に移動させながら熱処理できるとともに、複数の区間において生じる排ガスの少なくとも一部を複数の区間のうちの少なくとも一部に循環させることのできる焼結機であってもよい。例えば、排ガスの循環構造を有する下方吸込み式の焼結機であってもよい。
【００４２】
台車１０は、複数の区間を移動しながら原料を処理可能なように配設されてもよい。台車１０は、複数配備されて原料処理設備の延在方向に連続して配列されて互いに結合可能であり、複数の区間が配列された方向に走行自在に配設されてもよい。台車１０は、内部が上側に開放されてもよく、この内部の空間に原料が積載されて熱処理される空間が形成される。台車１０の内部に原料が落下して装入されてもよい。
【００４３】
台車１０は、下部面、例えば、底面１１にグレートバー（ｇｒａｔｅ  ｂａｒ）が、例えば、格子構造に設けられてもよく、この格子構造によって台車１０の内部が後述するウィンドボックスに連通可能であり、ウィンドボックスにより下方に吸引可能である。
【００４４】
台車１０は、上部側に搬送路を形成してもよく、下部側に回送路を形成してもよい。台車１０は、搬送路に沿って一方向に走行し、内部に積載された原料を一方向に移動させながら熱処理し、回送路に進入しながら熱処理済みの焼結鉱を破砕部（図示せず）に排鉱した後、一方向とは逆方向に回送路を走行して搬送路に回送されてもよい。
【００４５】
搬送路は、複数の区間を備えていてもよい。複数の区間は、原料ホッパー２１と上部鉱ホッパー２２が位置する装入区間、点火炉３０が位置する点火区間及び点火区間を中心として装入区間の反対側に位置する焼結区間を備え、原料が移動する方向を基準として装入区間、点火区間及び焼結区間の順に連続して配列されてもよい。
【００４６】
装入区間は、搬送路の両側の周縁のうち、原料が移動する方向に対して相対的に先行する一方の側の周縁である搬送路の上流側に位置してもよい。装入区間において台車１０の内部に原料が積載されて台車１０の内部に原料層が形成される。点火区間は、原料が移動する方向に対して装入区間に相対的に後行する装入区間の下流側に原料の移動方向に延在して設けられてもよい。点火区間において台車１０の内部に積載された原料層の上部（以下、「上部層」という。）が点火される。
【００４７】
焼結区間は、台車１０に積載された上部層に形成された燃焼帯を原料層の下部（以下、「下部層」という。）に移動させながら原料層を焼結し且つ冷却させる区間であり、原料が移動する方向に対して点火区間に相対的に後行して位置してもよい。台車１０は、装入区間、点火区間及び焼結区間の順に原料を移動させながら熱処理して焼結鉱を製造することができる。
【００４８】
原料ホッパー２１は、内部に原料が貯留されるホッパーであり、台車１０上の一方の側、例えば、装入区間の上に位置する。原料ホッパー２１は、下側の開口に装入シュートとドラムフィーダーが設けられてもよく、原料を台車１０内に垂直に偏析させて装入してもよい。
【００４９】
原料は、焼結鉱の製造用の配合原料を含んでいてもよい。例えば、原料は、鉄供給源、副原料及び固体燃料を混合し且つ調湿した後に造粒して、約数ｍｍの粒度に設けてもよい。このとき、鉄供給源は、鉄成分を有する鉄供給源であり、鉄鉱石と粉鉄鉱石を含んでいてもよく、副原料は、炭酸カルシウムを含有する副原料であって、石灰石を含んでいてもよく、固体燃料は、石炭系の固体燃料であって、微粉コークス及び無煙炭を含んでいてもよい。
【００５０】
上部鉱ホッパー２２は、原料の移動方向に原料ホッパー２１よりも先行して装入区間の上流側に配備されてもよい。上部鉱は、焼結鉱のうち、例えば、８ｍｍ〜１５ｍｍの粒度の焼結鉱を選別して設けてもよい。上部鉱は、原料よりも先に台車１０の内部に装入されて、台車１０の底面に原料が付着したり、底面１１の間隙に原料が流失されたりすることを防止する役割を有する。
【００５１】
点火炉３０は、原料ホッパー２１から台車１０が走行する方向に離れて台車１０の上に位置してもよく、例えば、原料ホッパー２１が位置する台車１０上の一方の側から台車１０が走行する方向に所定の距離だけ離れて搬送路の点火区間の上に位置してもよい。点火炉３０は、下側に火炎を噴射可能なように形成されてもよく、上部層に火炎を加えて着火させる役割を有する。このとき、火炎は、上部層に含有されている固体燃料に着火されてもよい。
【００５２】
本発明の実施例に係る排ガスの処理装置４００は、複数の区間を移動しながら原料を処理する台車１０の内部を吸引しつつ台車１０の下方に吸引される排ガスの少なくとも一部を複数の区間に循環できるように形成されてもよい。
【００５３】
図１及び図２に示す通り、本発明の実施例に係る排ガスの処理装置４００は、吸引部と、遮断部４１３と、通気管４２０と、排ガス循環部及び排ガス排気部を備えていてもよい。
【００５４】
吸引部は、台車１０の下部に台車１０の走行方向に沿って延在してもよい。例えば、吸引部は、台車１０の下部を囲みながら台車１０の走行方向に延在してもよい。吸引部は、台車１０の走行方向に沿って配列される複数のウィンドボックス４１０を備えていてもよい。複数のウィンドボックス４１０は、吸引部が延在した方向に隣り合う上側の端部がそれぞれ連接してもよい。複数のウィンドボックス４１０は、台車１０の底面１１を介して台車１０の内部に連通し、内部に負圧を形成して、台車１０の内部を下方に吸引しながら、原料層内の燃焼帯を上部層から下部層へと移動させて、原料を焼結することができる。上述した過程において、排ガスが複数のウィンドボックス４１０の内部に集められる。
【００５５】
点火炉３０を通過した台車１０は、一方向に走行しながら吸引部の上を通過することになる。吸引部により台車１０の内部に下側方向への吸引力が生じる。この吸引力により、台車１０上の外気が台車１０の内部を通過しながら下方に吸引されながら燃焼帯が下側に移動する。台車１０が焼結区間内のある一地点を通過するとき、燃焼帯が台車１０の底面１１に達して原料層の焼結が完了し、この後から、搬送路の終了地点まで台車１０が移動しながら焼結鉱が冷却され、搬送路の終了地点に設けられた排鉱部において排鉱可能である。
【００５６】
複数のウィンドボックス４１０は、移動中の台車１０の内部を下方に吸い込みながら台車１０と衝突されることを防止するために、台車１０の底面１１から所定の間隙をあけて離れる。この他にも、各区間を通る間に各区間の複数の地点において焼結状態に応じて通気抵抗の異なる台車１０の内部を有効に吸引するために、複数のウィンドボックス４１０は、台車１０の底面１１から所定の間隙をあけて離れる。すなわち、複数のウィンドボックス４１０は、隣り合うように接する上側の端部が台車１０の底面１１から所定の間隔だけ離れた構造である。
【００５７】
一方、吸引部は、内部に互いに仕切られる循環領域及び排気領域を有していてもよく、複数のウィンドボックス４１０は、循環領域に配置されるウィンドボックス４１１と、排気領域に配置されるウィンドボックス４１２と、に分けられる。
【００５８】
循環領域は、焼結区間内のある一地点の後から焼結区間内の他の地点までに接する吸引部の内部領域であってもよい。このとき、上述した焼結区間内のある一地点は、原料層内の燃焼帯が台車１０の底面１１に達して原料層の焼結が完了するある一地点を備えていてもよい。上述した焼結区間内の他の地点は、焼結された原料層の通気抵抗値が所定の値よりも低くなり始める他の地点を備えていてもよい。
【００５９】
排気領域は、搬送路が始まる地点から上述した焼結区間内のある一地点までに接する吸引部の内部領域と、上述した焼結区間内の他の地点から搬送路が終わる地点までに接する吸引部の内部領域と、を備えていてもよい。すなわち、排気領域は、循環領域を除いた吸引部内の残りの領域であってもよい。
【００６０】
一方、上述した焼結区間内のある一地点と他の地点は、発明を説明するための単なる一例に過ぎず、焼結区間は、操業上の必要に応じて、種々の方式により仕切られる。そして、上述した循環領域と排気領域との仕切りは、単に排ガスを循環させる種々の方式の一つの方式を例示したものに過ぎず、この他にも、循環領域と排気領域は、種々に選択されて互いに仕切られてもよく、種々の方式で排ガスを循環させてもよい。
【００６１】
遮断部４１３を説明するに先立って、本発明への理解が明確になるように、まず、本発明の実施例に係る排ガスの処理装置４００の通気管４２０と、排ガス循環部及び排ガス排気部を説明する。
【００６２】
通気管４２０は、複数配備され、吸引部が延在した方向に沿って離れて吸引部の下部に連通してもよく、詳しくは、複数のウィンドボックス４１０の下部を貫通して装着されてもよい。通気管４２０は、循環領域に配置されたウィンドボックス４１１に装着される通気管４２１と、排気領域に配置されたウィンドボックス４１２に装着される通気管４２２と、に分けられる。
【００６３】
排ガス循環部は、一方の側が複数本の通気管４２０のうちの一部、例えば、循環領域のウィンドボックス４１１に装着された通気管４２１に連結され、他方の側が複数の区間上の所定の位置に開放されてもよい。排ガス循環部は、焼結された原料層の通気抵抗が最も大きな個所において吸引された排ガスを複数の区間上の所定の位置に循環させてもよい。
【００６４】
このとき、排ガス循環部の他方の側は、焼結区間の上述したある一地点と搬送路の終了地点との間において開放されてもよいが、焼結区間の上述したある一地点よりは下流側において開放されてもよい。これは、排ガス循環部の他方の側が比較的に酸素の消耗量が少ない焼結区間の下流側において開放されることを意味する。いうまでもなく、排ガス循環部の他方の側は、上述した位置の他にも、複数の区間上の様々な位置において開放されてもよい。以下、焼結された原料層の通気抵抗が最も大きな部分において吸引された排ガスを焼結区間の下流側に循環させる排ガス循環部の構造を基準として説明する。
【００６５】
排ガス循環部は、循環管４３０と、循環ブロワー４５１及びフード４６０を備えていてもよい。循環管４３０は、内部に通路が配備され、焼結された原料層の通気抵抗が大きな個所に接する循環領域のウィンドボックス４１１に装着された通気管４２１に一方の端が連結され、他方の端がフード４６０に連結されてもよい。循環ブロワー４５１は、例えば、排ガス循環用の送風機であって、循環管４３０の一方の側に装着されて循環管４３０の一方の端から他方の端へと向かう排ガスの流れを形成する。この流れによって、循環領域のウィンドボックス４１１に排ガス循環の流れが形成可能である。
【００６６】
フード４６０は、台車１０の上に台車１０の走行方向に延在してもよいが、焼結区間の上述したある一地点から搬送路の終了地点までの間に位置するように延在してもよい。フード４６０は、内部が下側に開放されて台車１０と向かい合い、循環管４３０の他方の端に連通してもよい。フード４６０は、循環管４３０からの排ガスを受け取って台車１０の上に供給しながら循環させてもよい。
【００６７】
複数本の通気管４２０のうち、排ガス循環部に連結されていない通気管４２２は、排ガス排気部に連結されてもよい。排気領域のウィンドボックス４１２において集められる排ガスは、排ガス排気部を介して大気中に排気されてもよい。
【００６８】
排ガス排気部は、一方の側が複数本の通気管４２０のうちの残りの、例えば、排気領域のウィンドボックス４１２に装着された通気管４２２に連結され、他方の側が大気中に開放されてもよい。排ガス排気部は、排気領域のウィンドボックス４１２に集められる排ガスを排気してもよい。排ガス排気部は、排気チャンバー４４０と、集塵器４７０と、メインブロワー４５２及び排気口４８０を備えていてもよい。
【００６９】
排気チャンバー４４０は、内部に通路が配備され、一方の端が排気領域のウィンドボックス４１２に装着された通気管４２２に連結され、他方の端が排気口４８０に連結されてもよい。メインブロワー４５２は、例えば、排ガス排気用の送風機であって、排気チャンバー４４０の一方の側に装着されて、排気チャンバー４４０の一方の端から他方の端へと向かう排ガスの流れを形成してもよい。この流れによって、排気領域のウィンドボックス４１２に排ガスの排気の流れが形成可能である。一方、排ガスには、粉塵や窒素酸化物及び硫酸化物などの汚染物質が含有されるが、汚染物質をろ過するために、排ガスの流れの方向にメインブロワー４５２に先行する排気チャンバー４４０の他方の側に集塵器４７０が配設される。
【００７０】
破砕部（図示せず）は、焼結区間の下流側の端部に設けられる。台車１０から排鉱される焼結鉱は、破砕部において所定の粒度に破砕された後、スクリーン（図示せず）において選別されてその粒度に応じて他の工程、例えば、高炉の操業に供給されるか、上部鉱として用いられるか、あるいは、原料として再使用される。
【００７１】
一方、メインブロワー４５２と循環ブロワー４５１は、吸引位置及び吸引面積が異なる。すなわち、メインブロワー４５２と循環ブロワー４５１は、吸引すべきウィンドボックスの位置と数が異なる。また、メインブロワー４５２に連結されたウィンドボックス４１２の上を通過する台車１０内の原料層の通気性と、循環ブロワー４５１に連結されたウィンドボックス４１１の上を通過する台車１０内の原料層の通気性もまた互いに異なる。これらの相違点によって、メインブロワー４５２と循環ブロワー４５１は、作動圧力が異なる。
【００７２】
このため、メインブロワー４５２が排気領域のウィンドボックス４１２に印加する負圧と、循環ブロワー４５１が循環領域のウィンドボックス４１１に印加する負圧の大きさが異なり、それぞれにおいて吸引する排ガスの量もまた異なる。例えば、循環ブロワー４５１が循環領域のウィンドボックス４１１に印加する負圧の大きさの方が、メインブロワー４５２が排気領域のウィンドボックス４１２に印加する負圧の大きさよりも大きくてもよい。いくまでもなく、これは、互いに反対に適用されてもよい。すなわち、排気領域の負圧の方がさらに大きくてもよい。
【００７３】
この場合、負圧の低い領域の排ガスが逆流して負圧の高い領域に流れてもよい。すなわち、負圧が互いに異なる循環領域と排気領域との境界において排ガスの流れの間に干渉が生じて負圧の高い側への排ガスの逆流が生じることがある。逆流した排ガスは、台車１０の底面１１と吸引部との間隙を通って、負圧の高い領域に流れ込むことがある。
【００７４】
このように、メインブロワー４５２と循環ブロワー４５１との間の作動圧力または吸引力の差によって、吸引部内の排気領域と循環領域との境界において循環ブロワー４５１がメインブロワー４５２の作動に干渉することにより、排気領域に排気されるべき排ガスの一部が負圧差により高負圧の循環領域に逆流して、メインブロワー４５２側の排ガスの吸引量が減量する。これを、メインブロワー４５２と循環ブロワー４５１との流動干渉と呼ぶ。
【００７５】
本発明の実施例では、吸引部内の排気領域と循環領域との境界においてメインブロワー４５２と循環ブロワー４５１との流動干渉が生じることを抑制または防止すべく、循環領域と排気領域との境界に遮断部４１３を配設して、台車１０と吸引部との間隙をシールしてもよい。
【００７６】
図２に示す通り、遮断部４１３は、台車１０の走行方向に交差する方向に延在して、例えば、ブロック状に形成されてもよい。遮断部４１３は、複数のウィンドボックス４１０のうち、循環領域と排気領域との境界を間に挟んで前記境界に接する一部のウィンドボックスの互いに連接する上側の端部に配設されてもよい。
【００７７】
このとき、遮断部４１３の上面と台車１０の下面との間隔は、誤差範囲内において、０を超え、且つ、１００ｍｍ以下であってもよい。ここで、誤差範囲とは、測定手段の機械的なまたは電子的な誤差範囲であってもよく、台車１０の底面１１と遮断部４１３の構造的な変形などを考慮して、これらの間の構造的な衝突を防止できる最小限の遊隙のことをいう。
【００７８】
遮断部４１３により排気領域と循環領域との境界において台車１０の底面１１とウィンドボックスの上側の端部との間隙が狭くなってもよい。すなわち、遮断部４１３により上述した間隙がシールされる効果を奏することができ、したがって、負圧の低い側から負圧の高い側に流れが流れ出ることを防止することができる。そして、遮断部４１３のない残りの位置においては、台車１０の底面１１とウィンドボックスの上側の端部との間隙を介して排ガスが自由に出入り可能であり、これによって、排気領域と循環領域のそれぞれにおいて排ガスの吸引が安定的に形成可能である。
【００７９】
一方、本発明の実施例に係る遮断部４１３は、下記の変形例を含めて様々な形式に実現可能である。
【００８０】
図３に示す通り、本発明の実施例の第１の変形例に係る遮断部４１３Ａは、台車１０の走行方向に交差する方向に延在する遮断部胴体４１３’と、台車１０の走行方向に遮断部胴体４１３’に突設される板状または羽根状のフラップ４１４と、を備えていてもよい。このとき、フラップ４１４は、遮断部胴体４１３’の上部に形成されてもよい。
【００８１】
フラップ４１４は、フラップ４１４が位置するウィンドボックスの上に流動遮断面を形成して、負圧の低い側である排気領域から負圧の高い側である循環領域へと排ガスが逆流することを直接的に防ぐことができる。すなわち、フラップ４１４は、流体力学的な側面からみて、相当の意味を有し、これは、以下で、本発明の実施例と比較例に係る吸引部の内部の排ガスの流れを数値解析してその結果を説明するときに一緒に説明する。
【００８２】
また、フラップ４１４は、台車１０の底面１１を通過して落下する原料を上部面で受け取って台車と吸引部との間隙をさらに狭めることができて、排気領域と循環領域との境界をさらに有効にシールすることもできる。
【００８３】
図５に示す通り、本発明の実施例の第３の変形例に係る遮断部４１３Ｃは、上述した第１の変形例の遮断部４１３Ａとはフラップ４１４の形成高さが異なってもよい。すなわち、第３の変形例に係る遮断部４１３Ｃは、台車１０の走行方向に交差する方向に延在する遮断部胴体４１３’と、台車１０の走行方向に遮断部胴体４１３’の下部に突設される板状または羽根状のフラップ４１４と、を備えていてもよい。
【００８４】
このように、本発明の色々な変形例におけるフラップ４１４は、遮断部胴体４１３’の上部または下部に形成されてもよく、あるいは、図示はしないが、遮断部胴体４１３’の上部と下部との間の様々な高さに形成されてもよい。
【００８５】
図３及び図５に示す通り、フラップ４１４は、循環領域及び排気領域のうちの少なくとも一方の領域に位置してもよいが、このとき、二つの領域のうち、負圧のさらに小さな領域に位置してもよい。また、後述する第４の変形例の遮断部４１３Ｄ及び第５の変形例の遮断部４１３Ｅの場合にも、フラップ４１４が、循環領域及び排気領域のうち、負圧のさらに小さな領域に位置してもよい。すなわち、本発明の第１、第３、第４及び第５の変形例は、負圧の小さな領域である排気領域側に位置するフラップ４１４を例示する。
【００８６】
これに対し、図４に示す通り、本発明の第２の変形例に係る遮断部４１３Ｂは、循環領域と排気領域の両方ともに位置する一対のフラップ４１４を備えていてもよい。すなわち、第２の変形例に係る遮断部４１３Ｂは、台車１０の走行方向に交差する方向に延在する遮断部胴体４１３’と、台車１０の走行方向に遮断部胴体４１３’に突設され、循環領域と排気領域の両方ともに位置し、板状または羽根状を有する一対のフラップ４１４と、を備えていてもよい。
【００８７】
いうまでもなく、本発明の実施例は、上述した変形例に加えて、循環領域と排気領域のうち、負圧のさらに大きな領域にのみ位置するフラップ４１４を備える各種多様な変形例をさらに有してもよい。このように、本発明の変形例に係るフラップ４１４は、循環領域及び排気領域のうちの少なくとも一方の領域に位置してもよい。
【００８８】
一方、本発明の変形例によれば、フラップ４１４と向かい合うウィンドボックスの上側の端部の断面の幅が１であれば、フラップの突出長さは、０を超え、且つ、２／３以下であってもよい。フラップ４１４の突出長さがフラップ４１４と向かい合うウィンドボックスの上側の端部の断面の幅１に対して２／３を超えると、排ガスの逆流を防止する効果は大きくなるものの、フラップ４１４と向かい合うウィンドボックスに流れ込むべき排ガスの流れが悪化する虞があるためである。
【００８９】
図６に示す通り、本発明の第４の変形例に係る遮断部４１３Ｄは、フラップ４１４の上面に突設される少なくとも一つのリブ４１５をさらに備えていてもよい。すなわち、本発明の第４の変形例に係る遮断部４１３Ｄは、台車１０の走行方向に交差する方向に延在する遮断部胴体４１３’と、台車１０の走行方向に遮断部胴体４１３’に突設されるフラップ４１４と、フラップ４１４の上面に突設される少なくとも一つのリブ４１５と、を備えていてもよい。
【００９０】
このとき、図面には、フラップ４１４が排気領域に配置され、遮断部胴体４１３’の下部に突設されるような構造を示しているが、これに加えて、本発明の第４の変形例に係るフラップ４１４は、循環領域に配置されてもよく、あるいは、排気領域と循環領域にそれぞれ配置されてもよい。なお、上述したフラップ４１４は、遮断部胴体４１３’の上部と、下部及びこれらの間を含めて様々な位置に突設されてもよい。
【００９１】
一方、リブ４１５は、複数形成されて台車の走行方向または台車の走行方向に交差する方向に延在してもよい。このとき、複数のリブ４１５は、一部が台車の走行方向に延在し、残りが台車の走行方向に交差する方向に延在して格子構造を構成してもよい。この構造を用いて、フラップ４１４の上面に落下する原料を収めて、これを排ガスの逆流の抑制または防止に活用することができる。
【００９２】
また、上述したリブ４１５は、フラップ４１４の上面に乗って流れる排ガスの流れに抵抗の役割を果たしながら排ガスが低負圧側から高負圧側へと偏ることを抑制することができる。
【００９３】
図７に示す通り、本発明の第５の変形例に係る遮断部４１４Ｅは、遮断部胴体４１３’からフラップ４１４の端部へと向かう方向にフラップ４１４の端部に下り傾斜となるように突設されるティップ４１６をさらに備えていてもよい。すなわち、遮断部４１４Ｅは、台車１０の走行方向に交差する方向に延在する遮断部胴体４１３’と、台車１０の走行方向に遮断部胴体４１３’に突設されるフラップ４１４と、遮断部胴体４１３’からフラップ４１４の端部へと向かう方向にフラップ４１４の端部に下り傾斜となるように突設されるティップ４１６と、を備えていてもよい。
【００９４】
ティップ４６１によってフラップ４１４の下側のウィンドボックスの流動遮断面積を円滑に確保しながら、台車の底面１１との衝突を防止することができる。例えば、フラップ４１４と向かい合うウィンドボックスの上側の端部の断面の幅が１であれば、台車の走行方向へのフラップ４１４とティップ４１６の全体の突出長さは、０を超え、且つ、２／３以下であってもよい。
【００９５】
上述した変形例に係る遮断部の構造は、互いに交差されたり結合されたりして種々に変形可能である。
【００９６】
一方、本発明の他の実施例（第２の実施例）に係る排ガスの処理装置は、吸引部の構造が下記の形式のように変形されてもよい。例えば、排ガスの処理装置に配備される複数のウィンドボックスは、複数の区間を移動しながら原料を処理可能なように設置される台車の下部において互いに仕切られた循環領域と排気領域に配置され、台車の走行方向に沿って配列されるが、このとき、複数のウィンドボックスのうち、循環領域と排気領域との境界に隣り合って配置される一部のウィンドボックスの上側の端部が残りのウィンドボックスの上側の端部よりも上側に突出するような構造であってもよい。
【００９７】
すなわち、一部のウィンドボックスは、排気領域と循環領域との境界を間に挟んで循環領域に位置する第１のウィンドボックスと、排気領域に位置する第２のウィンドボックスと、を備えるが、第１のウィンドボックスと第２のウィンドボックスとが接する上側の端部は、台車の下面から０を超え、且つ、１００ｍｍ以下の距離内に位置するように上側に突出してもよい。
【００９８】
一方、この場合にも、排気領域と循環領域との境界において台車とウィンドボックスとの間隙、さらに詳しくは、排気領域と循環領域との境界において台車と一部のウィンドボックスとの間隙をシールするように、第１のウィンドボックスと第２のウィンドボックスとが接する上側の端部に遮断部が配設されてもよい。ここで、遮断部の構成及び方式としては、本発明の実施例に係る遮断部の構成及び方式が同様にまたは類似に適用可能であり、排ガスの処理装置の残りの構成もまた、実施例の構成と類似または同様であってもよい。
【００９９】
さらに、本発明の第２の実施例に係る遮断部もまた、様々な変形例を含めて様々な形式に実現されてもよい。このとき、本発明の第２の実施例の変形例の遮断部の構成及び方式としては、前述した本発明の実施例の変形例に係る遮断部の構成及び方式が同様または類似に適用されてもよい。
【０１００】
図８は、本発明の比較例に係る吸引部の内部の排ガスの流れを示す概略図である。このとき、本発明の比較例に係る吸引部の内部には遮断部の構造がなく、吸引部と台車との間隙が、例えば、従来のように、１００ｍｍを超えてしまう。
【０１０１】
図８に示す通り、まず、本発明の比較例の構造、例えば、遮断部のない構造は、排気領域と循環領域との境界において排ガスが逆流する虞がある。また、原料層を通過中の排ガスの一部もまた、高負圧側である循環領域に偏る虞がある。このように、流動の干渉が起こる場合、排気領域に連結されたメインブロワーの排ガスの吸引量が減量して操業効率が低下する虞がある。
【０１０２】
例えば、従来の焼結機は、図８に示すように、ウィンドボックスと台車との間に排ガスが移動するのに十分な間隙がある。この構造の焼結機に焼結排ガスの循環技術を適用するとともに、焼結機の火床面積を拡大させると、単一のブロワーで排ガスの処理を十分に行うことができず、さらにブロワーを配設せねばならない。このように、ブロワーがさらに配設されて複数台が運用されれば、上述した間隙に排ガスが逆流して排ガス処理の効率が低下する虞がある。複数のブロワーを運用する焼結機において互いに異なるブロワーに連結されたウィンドボックス間の排ガスの移動がなくなってはじめて有効に排ガス処理を行うことができる。
【０１０３】
本発明の実施例及びこれらの変形例は、遮断部を用いてブロワーを二台以上用いる構造において、排ガスを効率よく処理することができる。本発明の実施例に係る遮断部の効果を説明するために、以下では、本発明の比較例及び実施例の場合における吸引部内の排ガスの流れを数値解析し、その結果を説明する。
【０１０４】
図９は、本発明の比較例及び実施例に係る吸引部の内部の排ガスの流れを数値解析してその結果を示すグラフである。図９の（ａ）は、本発明の比較例に係る排気領域と循環領域との境界における吸引部の内部の排ガスの流れを数値解析した結果であり、図９の（ｂ）は、本発明の実施例に係る排気領域と循環領域との境界における吸引部の内部の排ガスの流れを数値解析した結果であり、図９の（ｃ）は、本発明の変形例のうち、第１の変形例に係る遮断部胴体と一つのフラップを有する遮断部に対する排気領域と循環領域との境界における吸引部の内部の排ガスの流れを数値解析した結果である。
【０１０５】
すなわち、図９の（ａ）〜（ｃ）は、遮断部胴体及びフラップの有無に応じた排ガスの流れの変化を計算した流動の解析結果である。このとき、メインブロワーと循環ブロワーとの圧力差は、２００ｍｍＡｑとし、循環ブロワーがさらに高い負圧である条件下で、排ガスの流れの変化を解析した。図９の（ａ）と（ｂ）とを対比すれば、本発明の比較例の場合、排気領域の排ガスが逆流して循環領域に強制的に流れ込むということを確認することができ、本発明の実施例において排ガスの逆流が解消されたということを確認することができる。
【０１０６】
このとき、循環領域への排ガスの逆流現象がだいぶ解消されたとはいえ、遮断部の上の排ガスの一部が循環領域側に偏るということが分かる。このとき、このような排ガスの流れは、台車の内部から始まることがあるが、これは、原料層が空隙を有する層であるため、空隙を介して原料層内の排ガスが循環領域に偏り易いためである。
【０１０７】
一方、台車は走行し続けるため、遮断部が台車の下面に所定の間隔だけ離れていなければならず、原料層の内から偏った遮断部の上の排ガスの流れが遮断部の上面に乗って循環領域側に流れ込む虞がある。本発明の変形例においては、これを抑制もしくは防止すべく、遮断部にフラップを設け、フラップを台車の走行方向に延在させた後、このフラップの構造を用いて、遮断部の上の排ガスの流れが偏ることなく、それぞれの領域に分離されながら上手に流れるようにしている。
【０１０８】
図９の（ｂ）及び（ｃ）を対比すると、遮断部胴体しかない場合の方よりも、遮断部がフラップを有する構造の場合において、排ガスの逆流が上手に抑制されるということを確認することができる。すなわち、本発明の変形例に係る遮断部は、フラップをさらに備えて、排ガスの逆流をさらに有効に抑制することができる。このように、本発明の実施例とこれらの変形例は、排ガスの逆流を有効に抑制するということが分かる。一方、実施例の遮断部や変形例のフラップが排ガスの流れを妨げるか否かを調べるために、縮小モデリング実験を通じて、遮断部胴体及びフラップの構造における排ガス量の変化を測定した。
【０１０９】
図１０は、本発明の比較例及び実施例に係る吸引部の内部の排ガスの流れに対する縮小モデリング実験の結果を撮影した写真である。図１０の（ａ）は、本発明の比較例の構造に対する縮小モデリング実験の結果であり、図１０の（ｂ）は、本発明の実施例に係る縮小モデリング実験の結果であり、図１０の（ｃ）は、本発明の変形例のうち、第１の変形例に係る一つのフラップを有する遮断部に対する縮小モデリング実験の結果である。
【０１１０】
このとき、フラップの延在長さは、ウィンドボックスの上側の端部の断面の幅１を基準として、２／３となるようにして実験を行った。一方、縮小モデリング実験の場合、例えば、本発明の比較例と実施例及び変形例にそれぞれ相当する吸引機の内部構造を幾何学的に縮小した模型を設け、焼結機の焼結条件を用いて、様々な方式で行うことができるため、その具体的な説明を省略する。
【０１１１】
縮小モデリング実験の結果を図１１に示す。図１１は、本発明の比較例及び実施例に係る吸引部の内部の排ガスの流れに対する縮小モデリング実験の結果を示す表である。図１１において、比較例は、本発明の比較例の構造に対する縮小モデリング実験の結果であり、実施例１は、本発明の実施例に係る縮小モデリング実験の結果であり、実施例２は、本発明の変形例のうち、第１の変形例の遮断部胴体及び一つのフラップを有する遮断部に対する縮小モデリング実験の結果である。
【０１１２】
これらの結果を参照すると、比較例の結果を基準として、遮断部がある構造である実施例１において、排ガスの流量が上手に保たれるということを確認することができ、フラップがある構造である実施例２において、循環領域に流れる排ガスの流量が１２％増量し、全体の流量が１１％増量したということを確認することができる。すなわち、遮断部がある構造において、流動の干渉を抑制しながら、排ガスの流量を上手に保つことができるということを確認することができ、遮断部がフラップを有する構造において、流動の干渉の抑制と排ガスの流量の増量を両立させることができるということを確認することができる。
【０１１３】
一方、フラップがある場合、全体の排ガスの流量と循環領域の排ガスの流量とが一緒に増量した理由は、次の通りである。フラップにより排気領域と循環領域との流動の干渉が有効に抑制または防止されることにより、相対的に通気抵抗の大きな循環領域の上の原料層において排ガスを十分に吸引することができる。
【０１１４】
すなわち、循環領域の負圧が排気領域に干渉されることなく、通気抵抗の大きな循環領域の上の原料層に全部またはほとんど作用することができ、このため、循環領域の排ガスの流量が増量することはもとより、排気領域においても排ガスが円滑に吸引可能になるため、全体の排ガスの流量が増量可能になる。
【０１１５】
以下、本発明の実施例に係る排ガスの処理装置が適用される排ガスの処理方法を説明する。本発明の実施例に係る排ガスの処理方法は、台車に原料を装入して複数の区間を移動させながら熱処理する過程と、吸引部を用いて、台車の内部を吸引する過程と、循環領域と排気領域のうち、負圧のさらに小さな領域の排ガスが台車と吸引部との間隙側に逆流することを抑制する過程と、を含む。
【０１１６】
このとき、上述した循環領域と排気領域のうち、負圧のさらに小さな領域の排ガスが台車と吸引部との間隙側に逆流することを抑制する過程は、さらに詳しくは、循環領域と排気領域との境界に設けられた遮断部を用いて、循環領域と排気領域のうち、負圧のさらに小さな領域の排ガスが台車と吸引部との間隙側に逆流することを抑制する過程であってもよい。
【０１１７】
まず、原料ホッパーに原料を用意する。このとき、原料は、粉鉄鉱石、石灰石、粉コークス及び無煙炭を混合し且つ調湿し、これを数ｍｍの粒度に造粒して準備し、原料ホッパーに装入して用意してもよい。このとき、所定の粒度の焼結鉱を上部鉱として選別し、これを上部鉱ホッパーに装入して用意してもよい。
【０１１８】
次に、台車に原料を装入して複数の区間を移動させながら熱処理する。
【０１１９】
この過程は、複数の区間が配列された方向に台車を走行させる過程と、原料ホッパーを用いて、台車に原料を装入する過程と、点火炉で原料を点火して、台車の内部に燃焼帯を形成する過程と、燃焼帯を台車の上部から下部へと移動させながら、原料を焼結する過程と、を含んでいてもよい。
【０１２０】
詳しくは、原料と上部鉱がそれぞれのホッパーに用意されれば、複数の区間が配列された方向に搬送路に沿って台車を走行させながら、複数の区間のうち、装入区間において台車の底面に上部鉱を投入した後、上部鉱の上面に原料を投入して原料層を形成する。
【０１２１】
原料層が形成されれば、原料層を点火区間と焼結区間の順に移動させながら、点火区間において原料層を点火して燃焼帯を形成し、焼結区間において燃焼帯を原料層の上部層から下部層へと移動させながら、約１３００℃〜１４００℃の高温で原料層を熱処理して焼結鉱に焼結する。
【０１２２】
上述した熱処理過程とともに、吸引部を用いて台車の内部を吸引し、吸引される排ガスの一部を台車に循環させ、残りを排気する。一方、吸引部は、台車の下部に台車の走行方向に沿って延在し、互いに仕切られる循環領域と排気領域とを有する吸引部であって、本発明の実施例に係る排ガスの処理装置の上述した吸引部であってもよい。この過程により、燃焼帯が原料層の上部から下部へと移動して原料が焼結可能である。
【０１２３】
台車の内部を吸引する過程とともに、循環領域と排気領域のうち、負圧のさらに小さな領域の排ガスが台車と吸引部との間隙側に逆流することを抑制する過程を含む。このとき、循環領域と排気領域との境界に設けられた遮断部を用いて、排ガスが逆流することを抑制してもよい。
【０１２４】
また、上述したように、遮断部を用いて、排ガスが逆流することを抑制する過程において、遮断部の上面に突設された少なくとも一つのリブを用いて、遮断部の上面に乗って流れる排ガスの流れをさらに有効に抑制することができる。
【０１２５】
一方、実施例に係る遮断部とこれらの変形例に係る遮断部胴体と、フラップ及びリブによって排ガスの逆流が抑制または防止される過程及び方式は、以上において複数回にわたって述べたため、説明の重複を避けるために、その説明を省略する。
【０１２６】
台車の内部に装入されて焼結が完了した焼結鉱は、搬送路の終了地点において破砕部に排鉱され、破砕部において所定の粒度に破砕された後、スクリーンにおいて選別されてその粒度に応じて他の工程である高炉の操業に供給されるか、上部鉱として選別された用いられるか、あるいは、反鉱として分類されて原料として再使用されてもよい。
【０１２７】
本発明の実施例においては、排気領域と循環領域との境界に遮断部を配置して、台車とウィンドボックスとの間隙をシールしてもよい。これにより、焼結鉱を製造しながら排ガスを循環させる中に、排気領域と循環領域との境界においてこれらの領域間の負圧差によって排ガスが逆流することを抑制または防止することができる。このため、操業中に排ガスの流量を安定的に確保することができる。
【０１２８】
さらに、本発明の変形例の場合、遮断部がフラップを有するか、あるいは、フラップとリブを有する構造であり、これにより、排ガスの全体の流量と循環される排ガスの流量が両方とも増量するという効果を奏することから、操業の効率がなお一層向上し、高品位の焼結鉱が得られる。
【０１２９】
本発明の前記実施例は単に本発明の説明のためのものに過ぎず、本発明の制限のためのものではない。本発明の前記実施例に例示された構造及び方式は、互いに結合されたり、交差適用されたりして種々の形態に変形される筈であり、これらの変形例を本発明の範囲内のものとみなせるということに留意すべきである。結局、本発明は、特許請求の範囲及びこれと均等な技術的思想の範囲内において互いに異なる種々の形態に具体化でき、本発明が相当する技術分野における当業者であれば、本発明の技術的な思想の範囲内において種々の実施例が可能であるということが理解できる筈である。
【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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【図１１】
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【国際調査報告】
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