(57)【要約】【課題】乾燥後の高炉原料の水分含有量を少なくできる高炉原料の乾燥方法を提供する。【解決手段】高炉原料の乾燥方法であって、焼結機で製造された高温の焼結鉱をクーラー装置のトラフの上に層状に載置して冷却する冷却工程と、冷却工程で冷却されている焼結鉱の層の上に高炉原料を層状に載置する載置工程と、を有し、載置工程では、高炉原料全体の平均粒径より大きい平均粒径の高炉原料と高炉原料全体の平均粒径より小さい平均粒径の高炉原料とを、前記トラフの進行方向のそれぞれの長さがトラフの進行方向に交差する幅方向の前記トラフの寸法の１／２未満になるように前記トラフの進行方向に交互に載置する。【選択図】図５
2019218571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結機で製造された高温の焼結鉱をクーラー装置のトラフの上に層状に載置して冷却する冷却工程と、
前記冷却工程で冷却されている前記焼結鉱の層の上に高炉原料を層状に載置する載置工程と、を有し、
前記載置工程では、高炉原料全体の平均粒径より大きい平均粒径の高炉原料と高炉原料全体の平均粒径より小さい平均粒径の高炉原料とを、前記トラフの進行方向のそれぞれの長さが前記トラフの進行方向に交差する幅方向の前記トラフの寸法の１／２未満になるように前記トラフの進行方向に交互に載置する、高炉原料の乾燥方法。
【請求項２】
前記高炉原料は、収容部を有するホッパーに収容され、
前記載置工程では、前記収容部の鉛直方向に垂直となる断面の中心側に堆積した高炉原料と、前記収容部の側面側に堆積した高炉原料とを交互に前記ホッパーから排出させる、請求項１に記載の高炉原料の乾燥方法。
【請求項３】
前記ホッパーの収容部は、前記収容部の鉛直方向に垂直となる断面形状が矩形である、請求項２に記載の高炉原料の乾燥方法。
【請求項４】
前記ホッパーの収容部の下方には、前記中心側と前記側面側とを仕切る壁が設けられている、請求項２または請求項３に記載の高炉原料の乾燥方法。
【請求項５】
前記ホッパーの収容部の下方には、前記中心側に堆積した前記高炉原料の排出を許容するシャッターと、前記側面側に堆積した前記高炉原料の排出を許容するシャッターとが設けられている、請求項２から請求項４の何れか一項に記載の高炉原料の乾燥方法。
【請求項６】
前記ホッパーの収容部の下方には、一端辺を軸に左右に揺動するフラップが設けられ、
該フラップが左右に揺動することで、前記中心側に堆積した前記高炉原料の排出と、前記側面側に堆積した前記高炉原料の排出とを切り換える、請求項２から請求項４の何れか一項に記載の高炉原料の乾燥方法。
【請求項７】
前記高炉原料は、ヤード焼結鉱である、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の高炉原料の乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉に装入される高炉原料（焼結鉱、鉄鉱石、塊コークス）の乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉では、焼結鉱、鉄鉱石、塊コークス等の高炉原料を炉頂から炉内に装入し、炉下部に設けられた羽口から高温空気を炉内へ吹込むことでコークスを燃焼させ、この燃焼により発生する熱とＣＯガスとを利用して、焼結鉱や鉄鉱石を還元、溶融させて溶銑を製造している。炉頂から装入される高炉原料は、数ｍｍから数十ｍｍの粒径に調整されて炉内に装入される。これにより、炉下部におけるコークスの燃焼によって発生する燃焼ガスは、炉内に充填された粒状の高炉原料の間隙を通り炉頂へ向けて上昇する。
【０００３】
高炉内における高炉原料への熱の供給は、この燃焼ガスによる伝熱によって行われるので、炉内における燃焼ガスの流れが適正な状態でないと高炉原料の昇温が不安定になり、焼結鉱や鉄鉱石の還元、溶融に支障をきたすことになる。
【０００４】
したがって、炉内のガス流れを適正な状態に維持するために、炉頂における高炉原料の炉内装入時に、炉内の適正な位置へ適正な粒度の高炉原料を装入できる炉頂装入装置や炉頂装入方法の開発が進められている。
【０００５】
しかしながら、このような高炉原料の装入装置や装入方法を用いて高炉原料を装入しても、高炉原料そのものに粉状の高炉原料が混入すると、粉状の高炉原料によって炉内の高炉原料の間隙が埋められて燃焼ガスの流れが阻害され、当該燃焼ガスの流れの適正化が困難になる。
【０００６】
高炉原料には、焼結機やコークス炉で製造されて粒度が調整された後、直接、高炉原料槽へ送られてくる高炉原料と、焼結機やコークス炉で製造されて粒度が調整された後にヤードと呼ばれる露天の保管場所にて保管された後にこれを回収して高炉原料槽へ送られてくる高炉原料と、がある。このうち、ヤードに保管された後に高炉原料槽に送られている高炉原料については、ヤード保管時に雨水等による湿潤が進むことが避けられず、水分含有量が数質量％になり、水分含有量が１０質量％を超える場合もある。
【０００７】
水分含有量が多い高炉原料では、粒状の高炉原料に粉状の高炉原料が水分によって付着するので、篩等によって粒度調整を行っても粒状高炉原料から粉状高炉原料を分離除去できない場合が生じる。また、このように水分を含んだ粉状高炉原料は篩の網そのものにも付着しやすいので篩の目詰まりの原因ともなり、さらに高炉原料の篩分けが困難になる。
【０００８】
篩により分離除去されなかった粉状高炉原料が付着した粒状高炉原料が炉頂へ搬送されて炉内に装入されると、炉内の熱によって乾燥されて粉状高炉原料が粒状高炉原料の表面から離脱する。この粉状高炉原料は、高炉原料同士の間隙に入り込み、炉内のガス流れを阻害する。
【０００９】
したがって、高炉原料に付着する粉状高炉原料を除去する技術は、高炉炉内への高炉原料装入技術と同じく重要な技術であるといえる。高炉原料に付着する粉状高炉原料を除去するには、水分量の多い高炉原料を乾燥させた後、篩等により高炉原料から粉状高炉原料を分離除去することが考えられる。
【００１０】
高炉原料を乾燥させる技術として、特許文献１には、製造された高温の焼結鉱の顕熱によってヤードに保管されたヤード焼結鉱を乾燥させる技術が開示されている。特許文献１によれば、クーラー装置のトラフ上に層状に載置された高温の焼結鉱の上にヤード焼結鉱を層状に載置し、高温の焼結鉱によって加熱された熱風によってヤード焼結鉱を加熱し乾燥させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１７−１３７５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ヤード焼結鉱をホッパーに充填すると平均粒径が小さい焼結鉱がホッパーの中央側に、平均粒径が大きい焼結鉱がホッパーの側面側に堆積する。このため、ヤード焼結鉱をホッパーに充填し、ホッパーからヤード焼結鉱を切り出して高温の焼結鉱の層の上に層状に載置させると、図１（ａ）（ｂ）に示すように、トラフ１０の幅方向中央部に平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２の層が形成され、トラフ１０の幅方向両端部に平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４の層が形成される。粒径の小さなヤード焼結鉱１２の層は、下層の高温の焼結鉱１６によって加熱された熱風の通りが悪く十分に加熱されず、乾燥されない。このため、乾燥後のヤード焼結鉱全体の水分含有量が多くなる、という課題があった。
【００１３】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、製造された高温の焼結鉱の顕熱によって高炉原料を効率的に乾燥させ、これにより、乾燥後の高炉原料の水分含有量を少なくできる高炉原料の乾燥方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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）焼結機で製造された高温の焼結鉱をクーラー装置のトラフの上に層状に載置して冷却する冷却工程と、前記冷却工程で冷却されている前記焼結鉱の層の上に高炉原料を層状に載置する載置工程と、を有し、前記載置工程では、高炉原料全体の平均粒径より大きい平均粒径の高炉原料と高炉原料全体の平均粒径より小さい平均粒径の高炉原料とを、前記トラフの進行方向のそれぞれの長さが前記トラフの進行方向に交差する幅方向の前記トラフの寸法の１／２未満になるように前記トラフの進行方向に交互に載置する、高炉原料の乾燥方法。
（２）前記高炉原料は、収容部を有するホッパーに収容され、
前記載置工程では、前記収容部の鉛直方向に垂直となる断面の中心側に堆積した高炉原料と、前記収容部の側面側に堆積した高炉原料とを交互に前記ホッパーから排出させる、（１）に記載の高炉原料の乾燥方法。
（３）前記ホッパーの収容部は、前記収容部の鉛直方向に垂直となる断面形状が矩形である、（２）に記載の高炉原料の乾燥方法。
（４）前記ホッパーの収容部の下方には、前記中心側と前記側面側とを仕切る壁が設けられている、（２）または（３）に記載の高炉原料の乾燥方法。
（５）前記ホッパーの収容部の下方には、前記中心側に堆積した前記高炉原料の排出を許容するシャッターと、前記側面側に堆積した前記高炉原料の排出を許容するシャッターとが設けられている、（２）から（４）の何れか１つに記載の高炉原料の乾燥方法。
（６）前記ホッパーの収容部の下方には、一端辺を軸に左右に揺動するフラップが設けられ、該フラップが左右に揺動することで、前記中心側に堆積した前記高炉原料の排出と、前記側面側に堆積した前記高炉原料の排出とを切り換える、（２）から（４）の何れか１つに記載の高炉原料の乾燥方法。
（７）前記高炉原料は、ヤード焼結鉱である、（１）から（６）の何れか１つに記載の高炉原料の乾燥方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る高炉原料の乾燥方法を実施することで、高温の焼結鉱の顕熱によって高炉原料を効率的に乾燥でき、これにより、乾燥後の高炉原料の水分含有量を従来よりも少なくできる。このように、高炉原料の水分含有量を少なくできれば、より多くの粉状の高炉原料を篩で除去できるようになるので、粉状の高炉原料がわずかな高炉原料を高炉の操業に用いることで高炉の安定操業に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来技術におけるヤード焼結鉱の状態を示す図である。
【図２】圧力損失実験装置２０を示す模式図である。
【図３】乾燥実験装置３０を示す模式図である。
【図４】本実施形態に係る高炉原料の乾燥方法が実施できる乾燥処理ライン４０の一例を示す模式図である。
【図５】トラフ１０上に載置された高温の焼結鉱１６の層の上に、ヤード焼結鉱６０を載置する状況を示す断面模式図である。
【図６】ホッパー４６に充填されたヤード焼結鉱６０が排出される状況を説明する図である。
【図７】ホッパー９０に充填されたヤード焼結鉱６０が排出される状況を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず、本発明をするに至った経緯について説明する。図２は、圧力損失実験装置２０を示す模式図である。図２に示した圧力損失実験装置２０を用いて、平均粒径が異なる焼結鉱における層厚と圧力損失との関係を確認した。実験は、平均粒径２２．４ｍｍと、平均粒径１３．０ｍｍの焼結鉱を調整し、これら焼結鉱を直径３００ｍｍの焼結容器２２に層厚を変えて充填し、層厚の異なるサンプルをそれぞれ作製した。ファン２４およびダンパ２６を用いて、風速１６ｍ／ｓとなるように空気を送風し、これらサンプルの圧力損失をそれぞれ測定した。図２において、ＦＩは流量計であり、ＰＧは圧力計であり、ＴＧは温度計である。圧力損失実験の結果を下記の表１に示す。また、以下の説明において平均粒径は、算術平均粒径であって、Σ（Ｖｉ×ｄｉ）（但し、Ｖｉはｉ番目の粒度範囲の中にある粒子の存在比率であり、ｄｉはｉ番目の粒度範囲の代表粒径である。）で定義される粒径である。
【００１８】
【表１】
2019218571.tif 000003
【００１９】
表１に示すように、平均粒径が１３．０ｍｍの焼結鉱の圧力損失は、平均粒径が２２．４ｍｍの焼結鉱の圧力損失よりも大きく、また、層厚が厚くなるに従い、その差は拡大した。この結果から、平均粒径が小さい焼結鉱は圧力損失が大きく、高温の焼結鉱の下層にヤード焼結鉱を層状に載置させると、下層の高温の焼結鉱によって加熱された空気は、平均粒径が小さいヤード焼結鉱の層を通過しづらくなることがわかる。
【００２０】
図３は、乾燥実験装置３０を示す模式図である。図３に示した乾燥実験装置３０を用いて、平均粒径が異なる焼結鉱における層厚と伝熱速度との関係を確認した。乾燥実験は、平均粒径４５．０ｍｍと、平均粒径１５．０ｍｍの焼結鉱を調整し、これらの焼結鉱を直径１３０ｍｍ、高さ３５０ｍｍの原料容器３２に充填量を変えて充填し、層厚の異なるサンプルをそれぞれ作製した。ファン２４およびダンパ２６を用いて、２５０℃の熱風を風速０．１ｍ／ｓになるように原料容器３２に送風し、計量器３４を用いてサンプルの重量変化を計測した。この重量変化は水分の蒸発によるものであり、蒸発によって減少した水分の顕熱と潜熱の和を伝熱量とし、各サンプルの単位面積当たりの伝熱量をそれぞれ測定した。乾燥実験の結果を下記の表２に示す。
【００２１】
【表２】
2019218571.tif 000004
【００２２】
表２に示すように、平均粒径が１５．０ｍｍの焼結鉱の単位面積当たりの伝熱量は、平均粒径４５．０ｍｍの焼結鉱の単位面積当たりの伝熱量よりも多かった。また、層厚が厚くなると、その差は拡大した。この結果から、平均粒径が小さい焼結鉱の伝熱効率は、平均粒径が大きい焼結鉱の伝熱効率よりも高いことがわかる。
【００２３】
これらの結果から、発明者らは、平均粒径が小さい高炉原料を乾燥させるには、加熱した空気を通過させるとともに、加熱した空気で平均粒径が大きい高炉原料を加熱し、平均粒径が大きい高炉原料の熱を平均粒径が小さい高炉原料に伝熱させることが好ましいと考えた。そのため、平均粒径が大きい高炉原料の熱を平均粒径が小さい高炉原料に伝熱することを考えると、平均粒径が大きい高炉原料の層と、平均粒径が小さい高炉原料の層を、各層の進行方向の長さが短くなるように交互に載置することが好ましいことがわかる。
【００２４】
すなわち、高炉原料を高温の焼結鉱の層の上に層状に載置させるにあたり、平均粒径が大きい高炉原料と、平均粒径が小さい高炉原料とをトラフ１０の進行方向の長さがそれぞれ短くなるように交互に載置する。このように高炉原料を載置することで、下層の高温の焼結鉱１６によって加熱された空気は、平均粒径が大きい高炉原料の間隙を通過しやすく当該高炉原料を加熱、乾燥させる。そして、加熱された平均粒径が大きい高炉原料の熱を隣接する平均粒径が小さい高炉原料に伝熱させることで、加熱された空気が通過しにくい平均粒径が小さい高炉原料を効率よく加熱、乾燥できることを見出して本発明を完成させた。ここで、平均粒径が小さい高炉原料とは、高炉原料全体の平均粒径より小さい平均粒径の高炉原料を意味し、平均粒径が大きい高炉原料とは、高炉原料全体の平均粒径より小さい平均粒径の高炉原料を意味する。
【００２５】
なお、従来技術では、図１に示すように、平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２の層の両端に平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４の層が形成される。このため、従来技術では、トラフの幅寸法Ｌ１に対して平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２と平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４との界面が２面存在することになる。単位寸法あたりの当該界面の数が多いほど、加熱された平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４の熱を平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２に効率的に伝熱できるといえる。このため、本実施形態に係る高炉原料の乾燥方法では、トラフの進行方向における平均粒径が小さい高炉原料の層の長さおよび平均粒径が大きい高炉原料の層の長さをトラフの幅寸法Ｌ１の１／２未満にする。これにより、単位寸法当たりの当該界面の数を従来技術よりも大幅に増やすことができ、平均粒径が小さいヤード焼結鉱などからなる高炉原料を、より効率的に加熱、乾燥できる。
【００２６】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明する。本実施形態に係る乾燥方法で乾燥する高炉原料として、一時的にヤードに保管され、雨水等に曝された含有水分率が高いヤード焼結鉱を用いた例を示す。しかしながら、乾燥する高炉原料としては、ヤード焼結鉱に限らず、含有水分率が高い鉄鉱石や塊コークスであってもよい。
【００２７】
図４は、本実施形態に係る高炉原料の乾燥方法が実施できる乾燥処理ライン４０の一例を示す模式図である。乾燥処理ライン４０は、焼結鉱を製造する焼結機４２と、焼結機４２で製造された高温（例えば、５００〜８００℃）の焼結鉱を破砕して粒度を調整するクラッシャー４４と、クラッシャー４４で粒度が調整された焼結鉱を所定の温度（例えば、１００〜２００℃）に冷却するクーラー装置５０と、当該クーラー装置５０にヤード焼結鉱を装入するホッパー４６とを有する。クーラー装置５０は、例えば、第１ゾーンから第４ゾーンで構成される。第１ゾーンには、＃１クーラーファン５２が設けられている。同様に、第２ゾーンには＃２クーラーファン５４が、第３ゾーンには＃３クーラーファン５６が、第４ゾーンには＃４クーラーファン５８がそれぞれ設けられている。
【００２８】
また、クーラー装置５０には、高温の焼結鉱１６を冷却した際に排出される高温の空気を取込んで排熱を回収するボイラー４８が取り付けられていてもよい。本実施形態のクーラー装置５０では、第１ゾーンにボイラー４８が取り付けられている。したがって、図１に示した例では、第１ゾーンが排熱回収ゾーンになり、第２〜第４ゾーンが非排熱回収ゾーンになる。
【００２９】
焼結機４２で製造された高温の焼結鉱１６は、クーラー装置５０のトラフ上に層状に載置され、第１ゾーン、第２ゾーン、第３ゾーンおよび第４ゾーンにおける各クーラーファンにより冷却される。クーラー装置５０による高温の焼結鉱の冷却が本実施形態における冷却工程である。
【００３０】
ヤード焼結鉱６０は、ホッパー４６に収容される。ホッパー４６に収容されたヤード焼結鉱６０は、ホッパー４６から切り出されて、クーラー装置５０の第２ゾーンと第３ゾーンとの間で冷却されている焼結鉱の層の上に層状に載置される。
【００３１】
各ゾーンに設けられたクーラーファン５２〜５８は、下方から上方に向かって流れる上昇気流を形成させる。この上昇気流により、下層の高温の焼結鉱によって加熱された高温の空気が上昇し、高温の焼結鉱の層の上に載置されたヤード焼結鉱が加熱、乾燥される。これにより、新たに熱源を用いることなく、水分含有率の高いヤード焼結鉱を乾燥できる。
【００３２】
図５は、トラフ１０上に載置された高温の焼結鉱１６の層の上に、ヤード焼結鉱６０を載置する状況を示す断面模式図である。図５（ａ）は、側面断面模式図であり、図５（ｂ）は、上面図である。図５（ａ）（ｂ）を用いて、高温の焼結鉱１６の層の上に、ヤード焼結鉱６０を載置する載置工程の詳細を説明する。
【００３３】
ホッパー４６には、ヤード焼結鉱６０が収容される。ホッパー４６は、側面に囲まれ、ヤード焼結鉱６０を収容する収容部７０と、収容部７０内に設けられた仕切り壁７２と、開口部が設けられたシャッター７３、７４、７５と、排出スロープ７６とを有する。
【００３４】
収容部７０にヤード焼結鉱６０を充填する際、中心部が山状になるようにヤード焼結鉱６０を供給すると、平均粒径が大きいヤード焼結鉱は、山の斜面を落下する一方で、平均粒径が小さいヤード焼結鉱は山の斜面をあまり落下しない。このため、山の斜面を落下する過程でヤード焼結鉱６０は粒度偏析し、収容部７０の中心側に平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２が堆積し、収容部７０の側面側に平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４が堆積する。
【００３５】
３枚のシャッター７３、７４、７５は、スライドすることで、収容部７０の中心側に堆積したヤード焼結鉱１２の排出と、収容部７０側面側に堆積したヤード焼結鉱１４の排出とを切り換える。図５（ａ）に示した例では、シャッター７３、７４の開口部を収容部７０の下方に位置させ、これにより、収容部７０の側面側に堆積したヤード焼結鉱１４を排出させている。排出スロープ７６は、ヤード焼結鉱６０を高温の焼結鉱１６の上に案内する部材である。
【００３６】
仕切り壁７２は、収容部７０の下方において、ヤード焼結鉱６０の移動を規制する板である。このように、収容部７０に仕切り壁７２を設けることで、粒度偏析によって収容部７０の中心側に堆積したヤード焼結鉱１２と収容部７０の側面側に堆積したヤード焼結鉱１４の移動が規制され、中心側のヤード焼結鉱１２の排出時に側面側のヤード焼結鉱１４が排出されることが抑制され、側面側のヤード焼結鉱１４の排出時に中心側のヤード焼結鉱１２が排出されることが抑制される。
【００３７】
シャッター７３、７４、７５による排出の制御により、ホッパー４６から、平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４と、平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２とが、排出スロープ７６から交互に排出される。また、平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２のトラフ進行方向の長さＬ２および平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４のトラフ進行方向の長さＬ３は、トラフの進行方向に交差する方向の幅寸法Ｌ１の１／２未満となるようにシャッター７３、７４およびシャッター７５の動作が制御される。シャッター７３、７４およびシャッター７５の動作（切り換え時間、動作速度等）は、ヤード焼結鉱６０およびホッパー４６を用いた排出実験を予め行うことで定めることができる。なお、トラフ進行方向の長さＬ２およびＬ３が、幅寸法Ｌ１に対して短くなりすぎると、高温の焼結鉱１６上で、平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２と平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４とが、トラフ等の振動により混合しやすくなって乾燥が不十分になるおそれがある。このため、トラフ進行方向の長さＬ２およびＬ３を幅寸法Ｌ１の１／１０以上とすることが好ましい。
【００３８】
また、排出スロープ７６から排出されたヤード焼結鉱６０の層厚が厚くなることを規制するカットゲート７８を設けてもよい。カットゲート７８を設けることでヤード焼結鉱６０の層厚の変動を小さくできる。
【００３９】
本実施形態に係る高炉原料の乾燥方法では、高温の焼結鉱１６の層上に、平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２のトラフ進行方向の長さＬ２と、平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４のトラフ進行方向の長さＬ３とが、トラフ１０の進行方向に交差する方向のトラフ１０の幅寸法Ｌ１の１／２未満となるように、各ヤード焼結鉱を載置する。上述したように、平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４は圧力損失が小さく通気性がよいので、下層の高温の焼結鉱１６により加熱された空気で容易に加熱、乾燥できる。平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２は伝熱効率が高いので、加熱された平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４の熱で効率よく加熱、乾燥できる。この結果、平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４および平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２ともに加熱、乾燥され、乾燥後のヤード焼結鉱６０全体の含有水分率は、従来の乾燥方法で乾燥されたヤード焼結鉱の含有水分率より低くなる。
【００４０】
図６は、ホッパー４６に充填されたヤード焼結鉱６０が排出される状況を説明する図である。図６（ａ）は、収容部７０の側面側に堆積した平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４が排出される状態を示している。図６（ｂ）は、収容部７０の中心側に堆積した平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２が排出される状態を示している。図６の右上に示した矢印方向を、ホッパー４６の上下左右前後方向と定義する。
【００４１】
シャッター７５は、開口部８０が設けられた板状の部材であり、収容部７０の中心側の位置の下方に設けられる。図６（ａ）の状態からシャッター７５を後方向にスライドさせると、開口部８０は収容部７０の下方に移動し、収容部７０の中心側に堆積したヤード焼結鉱１２の排出を許容する。
【００４２】
シャッター７３、７４は、開口部８２が設けられた板状の部材であり、収容部７０の側面側の位置の下方にそれぞれ設けられる。図６（ａ）の状態からシャッター７３、７４を前方向にスライドさせると、開口部８２は収容部７０の下方から移動し、収容部７０の側面側に堆積したヤード焼結鉱１４の排出が停止する。シャッター７３、７４とシャッター７５とを交互にスライドさせることにより、平均粒径の大きいヤード焼結鉱１４と平均粒径の小さいヤード焼結鉱１２とを交互に排出できる。なお、シャッター７３、７４、７５は、収容部７０の鉛直方向に垂直となる断面の中心側に堆積したヤード焼結鉱１２の排出と、側面側に堆積したヤード焼結鉱１４の排出とを切り替える部材の一例である。
【００４３】
また、収容部７０の上下方向（鉛直方向）に垂直となる断面形状は、左右方向の寸法が前後方向の寸法より長い矩形であることが好ましい。上述したようにヤード焼結鉱６０は、山の斜面を落下する過程で粒度偏析する。このため、収容部７０の断面形状が左右方向の寸法が長い矩形であると、左右方向の粒度偏析は、前後方向の粒度偏析より大きくなり、この結果、シャッター７３、７４と、シャッター７５によって排出が切り換えられる平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４と、平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２の粒度差が拡大する。
【００４４】
図７は、ホッパー９０に充填されたヤード焼結鉱６０が排出される状況を示す図である。図７（ａ）は、収容部９２の側面側に堆積したヤード焼結鉱１４が排出される状態を示している。図７（ｂ）は、収容部９２の中心側に堆積したヤード焼結鉱１２が排出される状態を示している。なお、図７（ａ）（ｂ）において、図５（ａ）と共通する要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省略する。
【００４５】
ホッパー９０は、シャッター７３、７４、７５に代えて、２枚のフラップ９４を有する点においてホッパー４６（図５）と異なる。図７（ａ）（ｂ）に示すように、収容部９２の下方に設けられた２枚のフラップ９４は、一端辺９３を中心軸に図面の左右に揺動し、中心側に堆積したヤード焼結鉱１２の排出と、側面側に堆積したヤード焼結鉱１４の排出とを切り替える。なお、フラップ９４は、収容部７０の中心側に堆積したヤード焼結鉱１２の排出と、収容部７０の側面側に堆積したヤード焼結鉱１４の排出とを切り替える部材の他の例である。
【００４６】
このように、ホッパー９０を用いても、一端辺９３を軸に２枚のフラップ９４を左右に揺動させることで、平均粒径が大きいヤード焼結鉱１４と、平均粒径が小さいヤード焼結鉱１２とを交互に排出させることができる。なお、２枚のフラップ９４の各動作（切り換え時間、揺動速度等）は、ヤード焼結鉱６０およびホッパー９０を用いた切り出し実験を予め行うことで定めることができる。
【００４７】
以上、説明したように、本実施形態に係る高炉原料の乾燥方法では、平均粒径が大きい高炉原料と、平均粒径が小さい高炉原料とをホッパーから交互に切り出し、クーラー装置で冷却されている高温の焼結鉱の層の上にトラフの進行方向のそれぞれの長さが、トラフの幅寸法Ｌ１の１／２未満になるようにトラフの進行方向に交互に載置する。これにより、高温の焼結鉱の顕熱によって高炉原料を効率的に乾燥でき、乾燥後の高炉原料の水分含有量を従来よりも少なくできる。
【実施例】
【００４８】
次に、図４に示した乾燥処理ライン４０を用いて、ヤード焼結鉱を乾燥処理した実施例を説明する。本実施例では、焼結機４２で製造されクラッシャー４４で粒度が調整された６００℃の焼結鉱を、層厚が０．８ｍになるように、クーラー装置５０のトラフの上に層状に載置した。その後、図６に示したホッパー４６を用いて、高温の焼結鉱の層の上に収容部７０の中心側に堆積したヤード焼結鉱と、収容部７０の側面側に堆積したヤード焼結鉱を交互に排出させ、平均粒径が大きいヤード焼結鉱の層と、平均粒径が小さいヤード焼結鉱の層とをトラフの進行方向に交互に形成させた。本実施例において、平均粒径が小さいヤード焼結鉱の層の長さＬ２は０．６ｍであり、平均粒径が大きいヤード焼結鉱の層の長さＬ３は０．６ｍであり、層厚は０．２ｍである。また、クーラー装置５０のトラフの幅寸法Ｌ１は、２．４ｍである。
【００４９】
比較例では、ホッパーの中心側に堆積したヤード焼結鉱と、側面側に堆積したヤード焼結鉱とを同時に排出させる従来のホッパーを用いて、高温の焼結鉱の層の上に幅方向中央部に平均粒径が小さいヤード焼結鉱、幅方向端部に平均粒径が大きいヤード焼結鉱とするヤード焼結鉱の層を形成させて乾燥させた。実施例および比較例で用いた焼結鉱の平均粒径、ヤード焼結鉱の平均粒径、および、乾燥前後のヤード焼結鉱の含有水分率を下記表３に示す。また、本実施例において、平均粒径が大きいヤード焼結鉱の平均粒径は２５．５ｍｍであり、平均粒径が小さいヤード焼結鉱の平均粒径は８．６ｍｍであった。
【００５０】
【表３】
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【００５１】
表３に示すように、発明例における乾燥後の含有水分率は、比較例における乾燥後の含有水分率より低くなった。これにより、ホッパーの中心側に堆積したヤード焼結鉱と、側面側に堆積したヤード焼結鉱とを交互に排出させ、図５（ｂ）に示したように、平均粒径の大きいヤード焼結鉱の層と、平均粒径の小さいヤード焼結鉱の層とをトラフの進行方向に交互に形成させて乾燥させることで、従来よりも乾燥後の高炉原料の含有水分量を少なくできることが確認された。
【符号の説明】
【００５２】
１０  トラフ
１２  ヤード焼結鉱
１４  ヤード焼結鉱
１６  高温の焼結鉱
２０  圧力損失実験装置
２２  焼結容器
２４  ファン
２６  ダンパ
３０  乾燥実験装置
３２  原料容器
３４  計量器
４０  乾燥処理ライン
４２  焼結機
４４  クラッシャー
４６  ホッパー
４８  ボイラー
５０  クーラー装置
５２  クーラーファン
５４  クーラーファン
５６  クーラーファン
５８  クーラーファン
６０  ヤード焼結鉱
７０  収容部
７２  仕切り壁
７３  シャッター
７４  シャッター
７５  シャッター
７６  排出スロープ
７８  カットゲート
８０  開口部
８２  開口部
９０  ホッパー
９２  収容部
９３  一端辺
９４  フラップ
【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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