(57)【要約】本発明は、焼結機で酸化鉄含有物質を焼結するための方法であって、固体燃料を含有する焼結用混合物が点火され、酸素含有ガスが焼結用混合物内に通され、高温の焼結製品が投下後に冷却され、廃ガスの一部は循環ガスとして焼結機に返送され、別の廃ガス部分は排出ガスとして排送されるものに関し、プロセス面（焼結ベルト）の変更によって循環ガスと排出ガスとに対する廃ガス量全体の分割が行われる。
2005530923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結機で酸化鉄含有物質を焼結するための方法であって、固体燃料を含有する焼結用混合物が点火され、酸素含有ガスが焼結用混合物内に通され、高温の焼結製品が投下後に冷却され、廃ガスの一部は有害物質濃度の高い循環ガスとして焼結機に返送され、別の廃ガス部分は有害物質濃度の低い排出ガスとして排送され、循環ガスおよび排出ガス中に含まれたダストが排送前に加熱され、設備空間内および冷間ふるい分け時に発生するダストが吸引され除去されるものにおいて、プロセス面（焼結ベルト）の変更によって循環ガスと排出ガスとに対する廃ガス量全体の分割が行われ、循環ガスの吸引と排出ガスの吸引との間の交差位置は焼結品質および焼結性能を損なうことなく最大廃ガス量が循環案内されるように選択され、取り出された循環ガスの熱エネルギーが排出ガスの加熱に利用され、Ｈ2ＳＯ4露点を下まわるのを避けるための温度へと加熱が行われ、但しこの温度は廃ガス量全体の排出時に生じる混合温度よりも低いことを特徴とする方法。
【請求項２】
焼結用混合物内に通される酸素含有ガスが、吸引された侵入空気と個別に供給される新鮮空気とからなり、侵入空気による酸素提供量が十分であると、個別に供給される新鮮空気量が最小値に調整されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
最小値がゼロに等しいことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
冷間ふるい分け領域の吸引と設備空間の吸引が別々に行われ、新鮮空気を個別に供給する場合、吸引された冷間ふるい分けガスは酸素含有ガスとして焼結用混合物に送られ、焼結用混合物は同伴されたダスト用のフィルタとして利用されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
返送される循環ガス量が焼結ベルト全体に均一に分配されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
焼結製品の投下領域で行われる吸引が設備空間の吸引と連結されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
焼結製品の吸引ガス中に含まれた熱エネルギーがエネルギー的に利用されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
酸化鉄含有物質を焼結するための焼結機であって、焼結ベルト、吸引箱、点火炉、焼結製品冷却機、排風機、フィルタおよび配管を備える請求項１記載の方法を実施するための焼結機において、循環ガス吸引と排出ガス吸引との間の交差領域で吸引箱（２５．２）が吸引関係を変更するための滑り子を備えており、循環ガス排送管路（５）中に熱交換器（６）の吐出し側が配置されているとともに、排出ガス排送管路（１０）中に熱交換器（６）の吸込み側が配置されており、噴流床反応装置（１２）がこの熱交換器の後段に設けられていることを特徴とする焼結機。
【請求項９】
新鮮空気を個別に供給（２１）する場合、酸素含有ガスを焼結用混合物上に送るための排風機が冷間ふるい分け領域吸引用集成装置として利用されていることを特徴とする、請求項８に記載の焼結機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結ベルト、吸引箱および点火炉を備える焼結機で、酸化鉄含有物質を焼結するための請求項１の前文に係る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化鉄含有物質、特に鉄鉱石または鉄鉱石精鉱の焼結は焼結機で行われている。鉄鉱石、返鉱、固体燃料および融剤からなる焼結用混合物は焼結ベルト上に装填され、材料床表面の燃料は点火炉の下で点火される。引き続き焼結床を通して新鮮空気が吸引され、焼結前線は焼結床内を上から下へと移動する。焼結床の運び側の下の吸引箱から廃ガスはガス収集系内に吸引され、清浄化後に大気中に送られる。焼結過程は、高温の燃焼ガスと低温の固体との間で熱伝達を必要とする。固体量と空気量は熱的に等量である。この熱交換は大量の空気、従って大量の廃ガスを必要とする。廃ガスを含んでいるのは、焼結用混合物から蒸発する水分、燃料燃焼およびか焼過程からのＣＯ2、硫黄燃焼からの‐主として添加燃料からの‐硫黄酸化物、不完全燃焼からのＣＯ、侵入空気、パレット側壁と装入物との間から利用されることなく廃ガス中に達する空気である。また、廃ガスはダイオキシン類やフラン類も含み、特に焼結ベルトの後部から取り出される廃ガスを含んでいる。さらに、廃ガスはダストを一緒に運んでおり、ダストは除去される必要がある。
【０００３】
このような焼結機の事業者は、各認可当局のますます厳しくなる条件を考慮しても、一方で廃ガス量を減らし、煙道空気中になお含まれているダイオキシン類やフラン類を可能な限り少なく抑えることに努めている。
【０００４】
廃ガス量を減らすために、廃ガス流を分割し、一部分量を循環案内することが既に提案されている（特許文献１、非特許文献１）。分割された廃ガス量の特殊な調節は特許文献２で提案されている。この公知方法では、焼結プロセス中に生成されるガスと、酸素富化のため添加される酸素富化ガスと、外部から入り込む侵入空気とを加えたものから酸素消費量を引いたものに相当する廃ガス量のみが排出ガスとして排出されている。別の廃ガス部分流は循環ガスとして返送され、焼結用混合物を負荷する前に酸素富化ガスの添加によって最大２４％の酸素含有量に酸素富化されている。
【０００５】
非特許文献２において、表題「鉄鉱石焼結設備における廃ガス返送による環境保護」のもとで、特許文献２に述べられた方法に従って建設された設備が紹介されている。
【０００６】
主に廃ガスは部分的に捕えられ、一方で循環ガスとして焼結ベルトに返送され、他方で排出ガスとして排出されている。返送される廃ガス流中の酸素含有量を基準値に合わせて設定できるようにするために、循環管路に新鮮空気供給管路が連通している。
【０００７】
焼結設備の廃ガスから有害な含有物質を取り除くための方法が特許文献３で開示されている。この公知方法では、廃ガス流中に粉末状吸着剤が褐炭コークスの態様で加えられ、引き続き、吸着剤を混入した廃ガス流が電気集塵機に通されている。混入された吸着剤は、濾別後に焼結過程に再び供給されている。この方法は、電気集塵機を通過する前に廃ガス流を予備分離機に通すときに改善することができる。
【特許文献１】特開昭５２‐１１６７０３号公報
【特許文献２】欧州特許出願公開第０５３５７２７号明細書
【特許文献３】独国特許発明第１９６２３９８１号明細書
【非特許文献１】鉄鋼（Stahl und Eisen）99（1979）第7号、327／33頁
【非特許文献２】鉄鋼（Stahl und Eisen）115（1995）第11号、37〜40頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、焼結プロセスをさらに最適化して、引き続き僅かな廃ガス量と良好な焼結品質とにおいて特に排出ガス中になお含まれているダイオキシン類やフラン類およびダスト量がプロセス上確実に認可当局によって定められた規制値以下となるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、請求項１の前文から出発して特徴部分の特徴と合わせて解決されるものである。有利な諸構成はそれぞれ従属請求項の対象である。
【００１０】
本発明の教示によれば、プロセス面の変更によって循環ガスと排出ガスとに対する廃ガス量全体の分割が行われ、循環ガスの吸引と排出ガスの吸引との間の交差位置は焼結品質および焼結性能を損なうことなく最大廃ガス量が循環案内されるように選択され、排出ガスは有害物質濃度の低い部分量、循環ガスは有害物質濃度の高い部分量である。さらに、取り出された循環ガスの熱エネルギーが排出ガスの加熱に利用され、露点を下まわるのを避けるための温度へと加熱が行われ、但しこの温度は廃ガス量全体の排出時に確保された混合温度よりも低い。
【００１１】
廃ガスに関して提案され、焼結ベルトプロセス面をその廃ガス量が循環ガスとして案内される部分区域と、その廃ガスが排出ガスとして排出される区域とに分割することは、有害物質濃度に関して負担の少ない部分量と濃度の高い部分量とに廃ガス流を分割することを目的としている。負担の少ない部分量はダストと持ち込まれた吸着剤とを‐これに吸着されたダイオキン類やフラン類も含めて‐分離した後、酸類の露点を避けるために加熱後、排出廃ガスとして煙突を介して排出することができる。ダイオキン類やフラン類に関して負担の大きい部分量は循環案内され、その際、高温の焼結用混合物に返送すると大部分のダイオキシン類やフラン類が分解されて無害とされる効果を利用することができる。
【００１２】
さらに、廃ガス流に装入された吸着剤は、廃ガス流中の温度が低いとき特別有効であるとの効果が利用される。これは、廃ガス量を循環ガスと排出ガスとに分割することによって達成されることになる。
【００１３】
排出ガスは、装入領域とこれに続く領域とにある焼結ベルト領域から取り出される。この領域は、Ｈ2ＳＯ4露点を下まわるのを避けるために加熱されるにもかかわらず、循環ガス領域と比べて温度が低い。本発明によれば、
‐廃ガス量の分割と、
‐排出ガスの排出前の加熱との組合せによって、複数の目標が達成される。
‐排出されるべき廃ガス量全体が小さく抑えられる。
‐排出ガス中に吹き込まれた吸着剤は排出ガスの温度が低いので特別有効であり、排出されるべき排出ガス中の残存する有害物質の割合は当局の基準値に合致する。
‐Ｈ2ＳＯ4露点を下まわることは排出ガスの加熱によって避けられる。
‐循環ガスの熱エネルギーがエネルギー的に排出ガスの加熱に利用される。
【００１４】
プロセス面分割の本提案変更は、プロセスを最適化できるごく簡単ではあるが効果的な手段である。すなわち、一方で、酸素提供量と酸素消費量との比が理想状態１に接近し、従って廃ガス量がごく僅かとなることを達成することができる。他方で、一定して良好な焼結品質において設備の性能を調節することができる。プロセスを制御する主要パラメータを変更することによって、廃ガス量、性能および品質に関して最適状態を達成することができる。
【００１５】
循環案内される廃ガス量は、所要の酸素提供量が標準プロセスと比べて低いという他の効果をさらに有している。そのことから、極端な場合、吸引された侵入空気によって持ち込まれる酸素で需要をカバーすることができる。それとともに、本来付加的に必要となる個別に供給されるべき新鮮空気が節約されることになる。
【００１６】
具体的事例において、吸引された侵入空気を補足して付加的に新鮮空気が必要とされる場合、従来一般的な吸引周囲空気の代わりに、除塵するための冷間ふるい分け領域に発生する吸引空気を使用すると有利であると考えられる。本提案方法のステップにおいては、２つの目標が同時に達成される。
‐冷間ふるい分け領域で必要な除塵が焼結プロセス用酸素担体として利用される。
‐焼結用混合物はダストを混入された吸引空気用のフィルタとして使用され、個別のフィルタは必要でなくなる。
【００１７】
本発明のその他の特徴、利点および詳細は、図面に示した１実施例についての以下の説明から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明により稼働する焼結設備を示す概略流れ図である。設備の核心は焼結ベルト１であり、この図では焼結用混合物の装入は右側で行われ、焼結製品は左側で投下されている。この搬送方向は矢印２で示されている。焼結ベルト１の左右両側には、吸引箱と付属する廃ガス管路３，４が配置されており、焼結ベルト１の始端領域で取り出される廃ガスは排出ガスとして排出され、焼結ベルト１の終端領域で取り出される廃ガスは循環案内されるようになっている。循環案内される廃ガスは、管路５を介して熱交換器６に供給され、その後、他の管路７を介してその途中に配置されるフィルタ８に供給されるようになっている。このフィルタは、廃ガスからダストを分離する機能を有している。
【００１９】
フィルタ８を通過した後、排風機２２によって返送ガスは管路９を介して焼結ベルト１に供給され、焼結ベルト１上で均一に分配されることになる。書き込まれた矢印は、返送廃ガスの焼結ベルト１上への装入を明らかにするものである。排出されるべき排出ガスは管路１０を介して既延の熱交換器６に供給され、循環ガスの熱は排出ガスの加熱用に利用されるようになっている。これによって、硫酸の露点を下まわることは避けられるはずである。熱交換器６内を通過した後、排出ガスは管路１１を介して噴流床反応装置１２に供給される。この噴流床反応装置１２においては、公知の如く、排出ガス中にあるダイオキシン類やフラン類等の有害物質がそれに堆積できるように、褐炭粉コークスが吸着剤として吹き込まれている。噴流床反応装置１２内を通過した後、排出ガスは管路１３を介してフィルタ１４に供給され、このフィルタ内でダストと事前に吹き込まれる吸着剤が分離される。その後、このように浄化された排出ガスは、排風機２３によって管路１５を介して煙突１６に供給され、大気中に放出される。
【００２０】
図１に書き込まれた選択的および個別的な新鮮空気供給２１は、吸引された侵入空気によって持ち込まれる酸素提供量が少なすぎる場合にのみ必要である。焼結製品は焼結ベルト１の終端で投下され、回転冷却機１７，１８内で冷却される。回転冷却機１７，１８内で吸引された空気は管路１９を介してフィルタ２０に供給され、同伴されるダストが分離されることになる。
【００２１】
公知の如く、焼結設備自体の吸引されたダストと、高炉から発生する高炉ガスおよび鋳造ホールダストは、生石灰を添加しながら水で円錐形粒子（ミニペレット）へと凝集される。この凝集は、「アイリッヒミキサ」とも称される機械式渦流混合機２４内で行われている。湿った凝塊は、装入領域内で焼結用混合物に連続的に供給される。
【００２２】
図２および図３では、技術の現状による焼結法（図２）と本発明による方法（図３）とが対比されている。
【００２３】
これら両方の線図においては、ガス量ｋｇ／ｈ／ｍが風箱にわたってプロットされている。黒く塗りつぶした四角形付きの下側線には、焼結用混合物中の燃料の酸素消費量が示されている。黒く塗りつぶした菱形付きの線は、供給された焼結用空気にわたって酸素提供量を示し、これは吸引された侵入空気と供給された新鮮空気との和である。三角形付きの第３の線は廃ガス量の推移を示している。
【００２４】
両方の線図を直接比較することによって、循環ガスの効果を十分に認めることができる。所要の酸素提供量が低下し、第２の線は少なくとも第１風箱の領域では第１の線の僅かに上に延びている。
【００２５】
図３に太く書き込まれた横断線は、本発明による循環ガス領域と排出ガス領域との焼結ベルト１の分離を表し、両方向矢印は分離箇所が摺動する可能性を示している。本発明に係る分離箇所の摺動は、プロセスを十分に最適化することを可能とするものである。
【００２６】
分離箇所の左方向摺動は、循環ガスの割合が高まることによって酸素提供量がさらに低い値の方にずらされることになることを意味している。理想的には酸素提供量＝酸素消費量である。低い酸素提供量は同時に少ない廃ガス量を意味している。これは、これら両方の量は燃焼プロセスによって互いに連結されているからである。
【００２７】
分離箇所が右方向に摺動すると、一定して良好な焼結品質において循環ガスの割合が減少し、従って廃ガス量が多少増加することになる。
【００２８】
分離箇所が摺動する可能性によって、プロセス条件に応じて最適状態を簡単に設定することができる。
【００２９】
図４は、吸引箱２５と煙道ガス収集管路５，１０との配置の部分領域を示す概略図である。
【００３０】
焼結ベルトの始端領域にある吸引箱２５．１は循環ガス排送管路５に対して固定分離部２６を有している。この実施例において、これに続く合計４つの吸引箱２５．２は可変分離部２７を有している。可変分離部２７は、これらの吸引箱２５．２が選択的に循環ガス排送管路５または排出ガス排送管路１０に切換え可能であることを意味している。これによって達成可能な効果は冒頭に詳しく述べている。
【００３１】
投下領域２８に至るまでの残りの吸引箱２５．３は、循環ガス排送管路５に固定式に接続されている。
【００３２】
非常時の場合、排出ガス排送管路１０中に配置された固定分離部２９は、発生する廃ガス全体を導出できるようにするために、撤去することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明により稼働する焼結設備の概略流れ図である。
【図２】技術の現状による方法の線図である。
【図３】本発明に係る方法の線図である。
【図４】吸引箱と煙道ガス収集管路との配置関係を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  焼結ベルト
２  搬送方向
３  排出ガス排送管路
４  循環ガス排送管路
５  循環ガス排送管路
６  熱交換器
７  管路
８  フィルタ
９  管路
１０  排出ガス排送管路
１１  管路
１２  噴流床反応装置
１３  管路
１４  フィルタ
１５  管路
１６  煙突
１７，１８  回転冷却機
１９  管路
２０  フィルタ
２１  個別の新鮮空気供給
２２  排風機
２３  排風機
２４  機械式渦流混合機
２５  吸引箱
２６  吸引箱２５．１の固定分離部
２７  吸引箱２５．２の可変分離部
２８  投下
２９  排出ガス排送管路の固定分離部
【図１】
2005530923.tif 000003
【図２】
2005530923.tif 000004
【図３】
2005530923.tif 000005
【図４】
2005530923.tif 000006
【国際調査報告】
2005530923.tif 000007
2005530923.tif 000008
2005530923.tif 000009
2005530923.tif 000010
2005530923.tif 000011
2005530923.tif 000012