(57)【要約】【課題】焼結鉱が冷却機に投入されるまでに燃焼後の焼結鉱に含まれる未燃のコークスの燃焼を促進させて、冷却機内での発熱量を低減することが可能な焼結鉱の製造方法を提供する。【解決手段】搬送される焼結パレット上に粉鉱石及び粉コークスを含む焼結原料を偏析装入し、前記焼結パレット上に形成された焼結ベッドの表層に点火するとともに前記焼結ベッドの下方側から空気を吸引することによりコークス燃焼帯を下方に移動させて前記焼結原料を焼成し焼結鉱を生成する焼結鉱の製造方法において、前記焼結ベッドの下層の領域には、燃焼速度が遅い粗粒の粉コークスの濃度が高い領域である粗粒コークス層が形成され、前記コークス燃焼帯が前記焼結ベッドの下面に到達するとともに前記粗粒コークス層が前記コークス燃焼帯よりも上部側に位置した後、前記焼結ベッドに散水する。【選択図】図４
2015183287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される焼結パレット上に粉鉱石及び粉コークスを含む焼結原料を偏析装入し、前記焼結パレット上に形成された焼結ベッドの表層に点火するとともに前記焼結ベッドの下方側から空気を吸引することによりコークス燃焼帯を下方に移動させて前記焼結原料を焼成し焼結鉱を生成する焼結鉱の製造方法において、
前記焼結ベッドの下層の領域には、燃焼速度が遅い粗粒の粉コークスの濃度が高い領域である粗粒コークス層が形成され、
前記コークス燃焼帯が前記焼結ベッドの下面に到達するとともに前記粗粒コークス層が前記コークス燃焼帯よりも上部側に位置した後に、前記焼結ベッドに散水する焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
前記コークス燃焼帯が前記焼結ベッドの下面に到達した後であって、
前記粗粒コークス層の上層部の温度が、水蒸気とコークスとによるコークスの燃焼反応が活発化する下限温度に低下するまでに、前記散水を開始する請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項３】
前記散水した水が前記コークス燃焼帯に到達しない散水量で散水する請求項１又は２に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項４】
前記粗粒コークス層は、粒度が５ｍｍ以上の粉コークスを５質量％以上含有する領域である請求項１〜３のいずれか一項に記載の焼結鉱の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＬ（ドワイトロイド）式焼結機を用いて高炉に装入する焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉法による製鉄において、粉鉱石をそのまま高炉に装入すると目詰まりを起こし、還元ガスの流れを阻害するおそれがあることから、高炉に投入する鉄鉱石として主に焼結鉱が用いられている。係る焼結鉱を製造する代表的な設備として、ＤＬ式焼結機が知られている。
【０００３】
ＤＬ式焼結機では、まず、搬送される焼結パレット上に、粉鉱石及び粉コークスを含む焼結原料を装入して焼結ベッドを形成する。その後、焼結ベッドの表層の粉コークスに点火するとともに、焼結ベッドの下方側から焼結ベッド上方の空気を吸引することによって、焼結ベッド中の粉コークスの燃焼を継続させつつコークス燃焼帯を下方に移動させる。燃焼が完了した焼結原料は、焼結鉱となって排鉱部から排出される。このように、ＤＬ式焼結機では、焼結パレットを移動させながら、焼結原料の焼結反応を進行させて焼結鉱を生成することができる。
【０００４】
ＤＬ式焼結機では、焼結パレットに装入された焼結ベッドの上層部は、保熱効果が少なく、急冷等されることにより脆弱な焼結鉱となるおそれがある。そのため、特許文献１には、風力分級式装入装置を用いて、焼結原料を焼結パレット上に偏析装入する技術が開示されている。焼結原料を偏析装入することにより、焼結ベッドの上層部の粉コークスが下層部に比べて多く、かつ、上層部の粉コークスの粒度が下層部の粒度よりも小さくなり、焼結ベッドの上層部の燃焼を持続させやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３２０９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、焼結パレット上で焼結した焼結鉱は、その後冷却機に投入されて冷却される。このとき、焼結鉱の冷却が不十分な場合には、冷却機の後工程で使用される搬送装置や篩装置の焼損を引き起こすおそれもある。そのため、冷却機では、焼結鉱の冷却効率を低下させないようにする必要がある。
【０００７】
しかしながら、焼結パレットから排出された焼結鉱に未燃のコークスが残存していると、冷却機への投入後においても燃焼が進行する場合がある。特に、焼結パレット上に焼結原料を偏析装入する場合には、焼結ベッドの下層の領域に粗粒のコークスが偏在する。当該下層の領域は燃焼完了後から排鉱部に到達するまでの時間が短く、また、粗粒のコークスはその内部まで燃えにくいことから、焼結原料を偏析装入する場合には焼結鉱が未燃のコークスを含んだまま焼結機から排出されやすくなる。冷却機内でコークスの燃焼が進行すると、冷却機内での発熱量が増えるため、それに見合う冷却能力（風量）で冷却機を稼働させなければならない。冷却機の冷却能力（風量）を抑えることができれば、冷却機に設けられている冷風機の消費電力を抑えることにもなるため、冷却機に投入される焼結鉱中の未燃のコークス量はできる限り少なくされることが望ましい。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、焼結パレット上に焼結原料を偏析装入する工程を含む焼結鉱の製造方法において、焼結鉱が冷却機に投入されるまでに燃焼後の焼結鉱に含まれる未燃のコークスの燃焼を促進させて、冷却機内での発熱量を低減することが可能な焼結鉱の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、搬送される焼結パレット上に粉鉱石及び粉コークスを含む焼結原料を偏析装入し、前記焼結パレット上に形成された焼結ベッドの表層に点火するとともに前記焼結ベッドの下方側から空気を吸引することによりコークス燃焼帯を下方に移動させて前記焼結原料を焼成し焼結鉱を生成する焼結鉱の製造方法において、前記焼結ベッドの下層の領域には、燃焼速度が遅い粗粒の粉コークスの濃度が高い領域である粗粒コークス層が形成され、前記コークス燃焼帯が前記焼結ベッドの下面に到達するとともに前記粗粒コークス層が前記コークス燃焼帯よりも上部側に位置した後に、前記焼結ベッドに散水する焼結鉱の製造方法が提供される。
【００１０】
また、前記コークス燃焼帯が前記焼結ベッドの下面に到達した後であって、前記粗粒コークス層の上層部の温度が、水蒸気とコークスとによるコークスの燃焼反応が活発化する下限温度に低下するまでに、前記散水を開始することとしてもよい。
【００１１】
また、前記散水した水が前記コークス燃焼帯に到達しない散水量で散水することとしてもよい。
【００１２】
また、前記粗粒コークス層は、粒度が５ｍｍ以上の粉コークスを５質量％以上含有する領域であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、焼結パレット上に焼結原料を偏析装入する工程を含む焼結鉱の製造方法において、焼結鉱が冷却機に投入されるまでに燃焼後の焼結鉱に含まれる未燃のコークスの燃焼を促進させて、冷却機内での発熱量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態にかかる焼結鉱の製造方法を実施可能なＤＬ式焼結機の構成の一例を示す説明図である。
【図２】風力分級式の原料偏析装入装置の構成の一例を示す説明図である。
【図３】散水装置の構成の一例を示す説明図である。
【図４】焼結ベッドへの散水位置を示す説明図である。
【図５】コークスの粒度と燃焼速度と関係を示す図である。
【図６】コークスの粒度と相対燃焼速度との関係を示す図である。
【図７】実施例にかかる焼結鉱の製造方法において形成された焼結ベッドの粗粒コークスの濃度について示す説明図である。
【図８】実施例にかかる焼結鉱の製造方法における散水位置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
＜１．焼結機の構成例＞
まず、本発明の実施の形態にかかる焼結鉱の製造方法の実施に用いられる焼結機の一構成例について説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態で使用するＤＬ式焼結機１００の構成例を概略的に示す図である。ＤＬ式焼結機１００は、焼結ベッド搬送部１０、原料偏析装入装置３０、点火炉５０、空気吸引部６０、散水装置８０、及び冷却機９０を備えている。
【００１８】
焼結ベッド搬送部１０は、無端鎖状に連結された焼結パレット１２、及び、焼結パレット１２を移動させるスプロケット１４を備えており、焼結パレット１２上に形成される焼結ベッドを、原料装入部１６側から排鉱部１８側に向けて一方向に移動させる。
【００１９】
原料偏析装入装置３０は、焼結ベッド搬送部１０の焼結パレット１２上に形成する焼結ベッドの上層部に微細粒の焼結原料が積層されるように、焼結原料を焼結パレット１２上に偏析装入する。本実施形態で用いるＤＬ式焼結機１００では、一例として図２に示すように、サージホッパ３２、ドラムフィーダ３４、装入シュート３６、カットゲート３８、第１の気体吹付ノズル４２、及び、第２の気体吹付ノズル４４を備えて構成される風力分級式の原料偏析装入装置３０が用いられている。
【００２０】
図２に示す風力分級式の原料偏析装入装置３０では、焼結鉱の原料となる焼結原料は、ドラムフィーダ３４の回転によってサージホッパ３２の下部から切り出され、装入シュート３６上に落下する。焼結原料は、例えば、粉鉱石に石灰石等の副原料及び燃料としての粉コークスを所定割合配合したものに、水を添加して疑似粒化したものとすることができる。
【００２１】
焼結原料が落下する装入シュート３６は、焼結原料の落下位置の下流側に開口３６ａを有している。第１の気体吹付ノズル４２は、開口３６ａの上方に等間隔で複数個配置されている。第１の気体吹付ノズル４２には、図示しない気体供給装置が接続されており、第１の気体吹付ノズル４２に供給された気体が、装入シュート３６を滑降して開口３６ａに達した焼結原料に向けて上方から吹き付けられる。その結果、微細粒の焼結原料が開口３６ａから落下して、焼結原料が、粗粒の焼結原料と微細粒の焼結原料とに分離する。
【００２２】
開口３６ａから落下しなかった粗粒の焼結原料は、そのまま装入シュート３６上を滑り落ち、焼結パレット１２上に装入される。焼結パレット１２上に装入された粗粒の焼結原料は、装入シュート３６の下方に設けられたカットゲート３８により表層を均一にならされて、点火炉５０側へと搬送される。カットゲート３８の下端の位置によって、形成する焼結ベッドの厚さを調節することができる。
【００２３】
また、第２の気体吹付ノズル４４は、開口３６ａより下方側の装入シュート３６の下方に等間隔で複数個配置されている。第２の気体吹付ノズル４４には、図示しない気体供給装置が接続されており、第２の気体吹付ノズル４４に供給された気体が、開口３６ａから落下する微細粒の焼結原料に対して側方から点火炉５０側に向けて吹き付けられる。その結果、微細粒の焼結原料が微粒と細粒とに分級される。したがって、装入シュート３６の開口３６ａから落下せずに焼結パレット１２上に装入された粗粒の焼結原料層の上層に細粒の焼結原料層が堆積し、さらに、細粒の焼結原料層の上層に微粒の焼結原料層が堆積する。
【００２４】
なお、原料偏析装入装置３０は、図２に例示した風力分級式の装置に限られるものではなく、例えば、特開昭６１−２２３１３６号公報や特開２００５−２９１５３７号公報、特開平１−５６８２９号公報等に記載された、種々の構成の原料偏析装入装置を使用することができる。
【００２５】
図１に戻り、点火炉５０は、原料装入部１６よりも焼結パレット１２の搬送方向の下流側において焼結パレット１２の上方に設けられ、移動する焼結ベッドの表層に点火する。
【００２６】
空気吸引部６０は、ウィンドボックス６２、メインダクト６４、排ガス集塵機６６、吸引ブロア６８、及び、煙突７２を備えて構成されている。空気吸引部６０は、焼結原料の焼成により発生する排ガスを回収するとともに、点火炉５０により点火されて形成されるコークス燃焼帯を、焼結ベッドの下層側に移動させるために設けられている。ウィンドボックス６２は、点火炉５０の設置位置から焼結パレット１２の搬送方向の下流側にかけて、焼結パレット１２の下側に複数個設けられている。
【００２７】
かかる空気吸引部６０は、吸引ブロア６８を作動することにより、焼結ベッドの上方の空気が、焼結ベッドを通過しつつ、ウィンドボックス６２、メインダクト６４、排ガス集塵機６６を経て吸引され、煙突７２より排ガスが排出される。空気が、焼結ベッド中を下方に向けて通過することにより、酸素が焼結ベッド中に供給され、焼結ベッドの燃焼を継続させて、コークス燃焼帯を下層まで到達させることができる。
【００２８】
散水装置８０は、排鉱部１８側の焼結ベッド搬送部１０の上方に設けられ、焼結ベッドに対して散水する。本実施形態で用いるＤＬ式焼結機１００では、一例として図３に示すように、等間隔で複数設けられた散水ノズル８４を有する散水管８２に水を供給して、散水ノズル８４から散水するよう構成されている。散水管８２は、焼結パレット１２の搬送方向に対して交差するように、焼結ベッドの幅方向に沿って、焼結パレット１２上に配置されている。
【００２９】
冷却機９０は、焼結原料を焼成して生成された焼結鉱を冷却する。本実施形態で用いるＤＬ式焼結機１００の冷却機９０は、一例として円形回転式の冷却機が挙げられる。この冷却機は、ドーナツ型の冷却容器９４を備え、その外周側室に焼結鉱が投入され、内部室から外周側室内の焼結鉱に対して、側方から外側に向かって冷風を送る冷風機９２を有して構成されている。冷風機９２の出力は調節可能に構成され、オペレータにより、あるいは、冷却容器９４内の温度に応じて自動で、出力が変更される。ただし、冷却機９０はかかる構成のものに限られず、種々の冷却機を適宜使用することができる。
【００３０】
＜２．焼結鉱の製造方法＞
以下、ＤＬ式焼結機１００を用いて実施される焼結鉱の製造方法について、具体的に説明する。
【００３１】
［２−１．製造方法の全体概要］
まず、焼結鉱の製造方法の全体概要について説明する。本実施形態で用いるＤＬ式焼結機１００では、まず、移動する焼結パレット１２上に、原料偏析装入装置３０により焼結原料を偏析装入して焼結ベッドを形成する。
【００３２】
次いで、点火炉５０において、搬送される焼結ベッドの表層に点火するとともに、空気吸引部６０により、焼結ベッドの上方の空気を焼結ベッドの下方側に吸引する。これにより、焼結パレット１２の移動に伴って、焼結原料中に配合された粉コークスの燃焼が下層側に向けて進行する。したがって、焼結パレット１２上の焼結ベッドのコークス燃焼帯は、焼結パレット１２の移動に伴って下層側に移動し、順次、焼結原料の焼結が行われる。
【００３３】
点火により生じたコークス燃焼帯の上層側の境界（排鉱部１８側の境界）は、燃焼パレット１２が排鉱部１８に到達するまでに焼結ベッドの下面に到達する。本実施形態にかかる焼結鉱の製造方法では、コークス燃焼帯の下層側の境界（原料装入部１６側の境界）が焼結ベッドの下面に到達した後に、散水装置８０による焼結ベッドへの散水が行われる。この散水は、コークス燃焼帯中での燃焼を終えた焼結原料中に残存する未燃のコークスの燃焼（酸化）を促進させて、未燃のコークスを減少させるために行われる。
【００３４】
その後、焼結パレット１２が排鉱部１８に到達すると、焼成された焼結鉱が排鉱部１８から排出される。排出された焼結鉱は、クラッシャー２８に投入されて破砕された後に、冷却機９０に投入されて冷却される。
【００３５】
本実施形態にかかる焼結鉱の製造方法は、焼結鉱が冷却機９０に投入されるまでに、残存する未燃のコークスを減少させることができるものであり、冷却機９０内で未燃のコークスの燃焼が進行することによる冷却機９０内での発熱量を低減することができる。したがって、冷風機９２の送風量を低減しても焼結鉱を十分に冷却することができるようになり、冷風機９２の消費電力を抑えることができる。
【００３６】
［２−２．散水位置］
次に、焼結ベッドへの散水位置について具体的に説明する。図４には、点火炉５０の出口から排鉱部１８に至る焼結ベッドにおける、コークス燃焼帯、及び水（水蒸気）によるコークスの燃焼反応の下限温度の等温線（以下、この下限温度を「反応下限温度」と称し、その等温線を「反応下限温度等温線」と称する。）が概略的に示されている。また、図４には、併せて、燃焼速度が遅い粗粒の粉コークスの濃度が高い領域（以下、「粗粒コークス層」と称する。）Ａが示されている。さらに、図４の原料湿潤帯境界線は、焼結原料層中の湿潤帯と乾燥帯との境界を概略的に示している。
【００３７】
ここで、水によるコークスの燃焼（酸化）反応は下記式（１）で表される。この燃焼反応は、約５００℃以上で活発化することが知られている。
Ｃ（固体）＋Ｈ２Ｏ（気体）→ＣＯ（気体）＋Ｈ２（気体）  …式（１）
【００３８】
図５に、５００℃、大気雰囲気（Ｏ２＝２１％）の条件下で、粒度が１ｍｍの粉コークス、及び粒度が５ｍｍの粉コークスに対してそれぞれ水を供給した場合の、粉コークスの重量変化を示す。図５の横軸は時間（分）を示し、縦軸は水の供給開始時の重量を１００（％）としたときの重量の相対値（％）を示している。重量変化は熱天秤を用いて測定したものである。
【００３９】
図５に示すように、粒度が１ｍｍの粉コークス及び粒度が５ｍｍの粉コークスともに、水の供給開始後、約５分が経過する頃から燃焼反応が進行し、重量が減少し始める。その後、粒度が１ｍｍの粉コークスは、約１０分が経過するまでに燃焼反応が完了して、以降、重量変化が見られなくなる。一方、粒度が５ｍｍの粉コークスは、約７分が経過する頃から、粒度が１ｍｍの粉コークスに比べて重量の減少速度が遅くなる。その結果、粒度が５ｍｍの粉コークスは、燃焼反応が完了するまでに約２０分要している。すなわち、粒度が５ｍｍの粉コークスの燃焼速度は、粒度が１ｍｍの粉コークスの燃焼速度よりも遅いことが分かる。
【００４０】
また、図６に、粒度が１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍ，４ｍｍ，５ｍｍ，６ｍｍそれぞれの粉コークスの相対燃焼速度を示す。この相対燃焼速度は、図５に示した重量変化を求める際の測定方法と同様に各粒度の粉コークスについて重量変化を測定し、空気との通常の燃焼反応が完了するまでの時間を求めて、粒度が１ｍｍの粉コークスの燃焼時間を１．０としたときの相対値を表したものである。
【００４１】
図６に示すように、粒度が１ｍｍの粉コークスの相対燃焼速度（１．０）に対して、粒度が２ｍｍ，３ｍｍ，４ｍｍ，５ｍｍ，６ｍｍの粉コークスの相対燃焼速度は、それぞれ０．９５，０．８６，０．８１，０．５，０．４８である。この図６から、粒度が大きい粉コークスの燃焼速度は、粒度が小さい粉コークスの燃焼速度よりも遅く、特に、粒度が４ｍｍから５ｍｍの間で、燃焼速度が大きく低下することが分かる。
【００４２】
上述したように、本実施形態にかかる焼結鉱の製造方法では、焼結原料は、焼結パレット１２上に偏析装入される。そのため、焼結原料中に配合されている粉コークスのうち、比較的粒度が大きい粗粒の粉コークスは、焼結ベッドの下層に偏在することとなる。すなわち、焼結ベッドの下層の領域であって、燃焼速度が遅い、粒度が５ｍｍ以上の粉コークスの濃度が高くなる領域は、焼結ベッドの層厚の１／３〜１／４以下であり、この領域においては、点火によるコークスの燃焼完了後にも未燃のコークスが残存している可能性が高いと考えられる。したがって、焼結ベッドへの散水は、主として燃焼完了後に粗粒コークス層Ａに残存する未燃のコークスの燃焼を促進することができる位置において行われる必要がある。
【００４３】
一方で、早いタイミング、すなわち、焼結パレットの上流側位置で焼結ベッドに散水することは、通常（散水をしていない状態）、１２００℃以上に上昇するコークス燃焼帯の温度を低下させることにもなる。コークス燃焼帯の温度を低下させると焼結鉱が脆弱になるおそれがあるため、コークス燃焼帯の温度を低下させないようにする観点からは、散水位置は遅い方、すなわち、焼結パレットの下流側位置が有利である。また、散水位置の焼結ベッドに、コークスの燃焼が進んでいない焼結原料層が残っていると、当該焼結原料層中の水分量が増加してしまい、焼結の効率を低下させるおそれがある。
【００４４】
以上を踏まえ、本実施形態にかかる焼結鉱の製造方法では、５ｍｍ以上の粒径の粉コークスの濃度が高くなる領域をコークス燃焼帯が通過して、当該コークス燃焼帯が焼結ベッドの下面に到達する位置Ｐ１より後に、焼結ベッドへの散水を開始する。したがって、未燃のコークスの燃焼を促進させるための散水によって、焼結効率が低下するおそれを低減することができる。なお、コークス燃焼帯は、実際にＤＬ式焼結機１００上を移動する焼結ベッドを分析することによって特定することができる。
【００４５】
図４には、コークス燃焼帯が焼結ベッドの下面に到達する位置Ｐ１から散水を開始した場合の反応下限温度等温線と、焼結ベッドに散水をしない場合の反応下限温度等温線がそれぞれ示されている。散水によって、焼結ベッドの温度が低下し、反応下限温度等温線の傾斜角度が急になるものの、粗粒コークス層Ａの温度が反応下限温度以上の領域（図４中の斜線領域）では、水による粗粒の粉コークスの燃焼反応が生じており、未燃の粉コークスの燃焼を促進させることができる。したがって、冷却機９０に投入される以前に未燃のコークスが減少し、冷却機９０内での発熱量を低減して、冷却機９０の消費電力を低減することができる。
【００４６】
特に、コークス燃焼帯の下層側の境界Ｌ１が焼結ベッドの下面に到達した位置Ｐ１より後であって、反応下限温度等温線が粗粒コークス層Ａの上層部と交差する位置Ｐ２から散水を開始するようにしてもよい。すなわち、粗粒コークス層Ａの上層部の温度が反応下限温度まで低下する位置Ｐ２から散水を開始するようにしてもよい。少なくとも位置Ｐ２までは、粗粒コークス層Ａ全体の温度が反応下限温度以上となっている一方で、位置Ｐ２では、位置Ｐ１に比べてコークス燃焼帯がより下層側に移動しており、コークス燃焼帯の温度を低下させる影響を小さくすることができるからである。また、この位置Ｐ２より後になると、粗粒コークス層Ａの温度が上層側から順次、反応下限温度を下回り始めるため、粗粒コークス層Ａの上部において水による燃焼反応が生じにくくなるからである。
【００４７】
このときの散水量は、コークス燃焼帯の温度を低下させ過ぎないためにも、散水した水が、生成した焼結鉱部分で蒸発して水蒸気になる前にコークス燃焼帯に到達しない分量で散水することが好ましい。
【００４８】
粗粒コークス層Ａは、焼結パレット１２上に実際に形成された焼結ベッド中の粉コークスの粒度を測定し、焼結ベッドの下面からの高さ位置（以下、この高さ位置を「層位置」と称する。）ごとに粒度が５ｍｍ以上の粉コークスの濃度分布を求めることによって特定することができる。また、反応下限温度等温線は、焼結パレット１２の移動速度、空気吸引部６０による吸引力、各ウィンドボックスでの排ガス温度等を考慮して、シミュレーション等によって求めることができる。
【００４９】
また、散水を終了する位置に関し、焼結鉱の反応下限温度等温泉が焼結ベッドの下面に到達した後は、水による未燃のコークスの燃焼反応は進行しにくくなる。したがって、未燃のコークスの燃焼を促進させる観点からは、焼結鉱の反応下限温度等温泉が焼結ベッドの下面に到達する位置Ｐ３で散水を終了するようにしてもよい。ただし、排鉱部１８まで散水を継続することにより焼結鉱の冷却を進めることができることから、冷却機９０で低減することができる電力費と、散水に要する費用とを対比し、コストを最も少なくできる位置で散水を終了させるようにしてもよい。
【００５０】
なお、散水を開始する位置に関し、コークス燃焼帯の上層側の境界Ｌ２が焼結ベッドの下面に到達する位置Ｐ３よりも後になると、粗粒コークス層Ａのうち、反応下限温度未満となる領域が占める割合が大きくなって、水による未燃のコークスの燃焼反応が生じにくくなる。したがって、少なくとも、コークス燃焼帯の上層側の境界Ｌ２が焼結ベッドの下面に到達する位置Ｐ３よりも前に、焼結ベッドへの散水を開始するとよい。
【実施例】
【００５１】
次に、本発明の実施例について説明する。本実施例では、上記実施形態にかかるＤＬ式焼結機１００を用いて焼結鉱を製造する場合の、焼結ベッドの搬送方向における散水範囲を異ならせて、冷却機９０の冷風機９２を稼働するための送風電力（ｋＷｈ／ｔ（ｓ））及び製造された焼結鉱の冷間強度（％）を比較した。
【００５２】
（焼結機の条件及び原料条件）
散水条件以外のＤＬ式焼結機１００の稼働条件及び焼結原料は、実施例、比較例、参考例においてすべて同じ条件とした。ＤＬ式焼結機１００の条件を表１に示す。また、焼結原料として配合した原料の配合比率を表２に示し、焼結原料に配合した燃料としての粉コークス及び無煙炭の粒度分布を表３に示す。粒度は、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定した。
【００５３】
【表１】
2015183287.tif 000003
【００５４】
【表２】
2015183287.tif 000004
【００５５】
【表３】
2015183287.tif 000005
【００５６】
（粗粒コークス層）
表２に示す焼結原料を、原料偏析装入装置３０を介して焼結パレット１２上に装入して形成された焼結ベッド（層厚７００ｍｍ）の層位置と、粒度が５ｍｍ以上の粉コークスの濃度（以下「＋５ｍｍＣ濃度」と称する。）との関係を図７に示す。図７は、焼結パレット１２上に形成された焼結ベッドから１００ｍｍおきに各層位置の焼結原料を採取し、焼結原料に含まれる粉コークスの粒度分布をレーザー回析式粒度分布測定装置を用いて測定し、採取量中の、粒度が５ｍｍ以上の粉コークスの割合（質量％）を求めたものである。
【００５７】
図７に示すように、１００ｍｍおきの各層位置の＋５ｍｍＣ濃度は、層位置０ｍｍ＝５．５０質量％、１００ｍｍ＝５．２０質量％、２００ｍｍ＝５．００質量％、３００ｍｍ＝０．１３質量％、４００ｍｍ＝０．１０質量％、６００ｍｍ＝０．０５質量％、７００ｍｍ＝０．０１質量％であった。すなわち、層位置が３００ｍｍ以上の領域における、粒度が５ｍｍ以上の粉コークスの濃度は０．２％未満である一方、層位置が２００ｍｍ以下の領域における、粒度が５ｍｍ以上の粉コークスの濃度は５％以上であった。したがって、本実施例では、層位置が２００ｍｍ以下の領域を粗粒コークス層Ａと定義した。
【００５８】
（実施例１）
実施例１では、図８に示すように、焼結ベッドにおける点火炉５０の出口位置を０、排鉱部１８の位置を１００としたときに、コークス燃焼帯が焼結ベッドの下面に到達する位置Ｐ１（８２）から、コークス燃焼帯の上層側の境界Ｌ２がコークス燃焼帯の下面に到達する位置Ｐ３（９５）までの範囲で焼結ベッドに散水した。散水は、焼結ベッドの幅方向には全体的に散水されるように行い、散水量は１２トン／ｈｒ（０．１５トン／ｈｒ／ｍ２）とした。
【００５９】
（実施例２）
実施例２では、反応下限温度等温線（焼結鉱５００℃等温線）が粗粒コークス層Ａと交差する位置Ｐ２（８５）から、コークス燃焼帯の上層側の境界Ｌ２がコークス燃焼帯の下面に到達する位置Ｐ３（９５）までの範囲で焼結ベッドに散水した。散水は、焼結ベッドの幅方向には全体的に散水されるように行い、散水量は１０トン／ｈｒ（０．１５トン／ｈｒ／ｍ２）とした。
【００６０】
（比較例１〜３）
比較例１では、散水を行わないで焼結鉱を製造した。
また、比較例２では、冷却機９０内で散水を行った。散水量は１０トン／ｈｒ（０．０９トン／ｈｒ／ｍ２）とした。
また、比較例３では、点火炉５０の出口位置（０の位置）から焼結鉱の５００℃等温線が粗粒コークス層Ａと交差する位置Ｐ２（８５）までの範囲で焼結ベッドに散水した。散水は、焼結ベッドの幅方向には全体的に散水されるように行い、散水量は１０トン／ｈｒ（０．０２トン／ｈｒ／ｍ２）とした。
【００６１】
（参考例）
参考例では、コークス燃焼帯の上層側の境界Ｌ２がコークス燃焼帯の下面に到達する位置Ｐ３（９５）から排鉱部１８の位置（１００）までの範囲で焼結ベッドに散水した。散水は、焼結ベッドの幅方向には全体的に散水されるように行い、散水量は１０トン／ｈｒ（０．３０トン／ｈｒ／ｍ２）とした。
【００６２】
（送風電力の評価）
実施例、比較例１〜３、参考例のそれぞれについて、冷却機９０の冷風機９２の送風電力（ｋＷｈ／ｔ（ｓ））及び焼結鉱の冷間強度（％）を測定した。測定結果を表４に示す。
【００６３】
【表４】
2015183287.tif 000006
【００６４】
なお、冷却機９０の送風電力は、冷却機９０から排出される焼結鉱温度を監視しながら、当該焼結鉱温度が１５０℃を上回っている場合には冷風量を増大させ、逆に、当該焼結鉱温度が１５０℃未満になっている場合には冷風量を減少させながら焼結鉱の冷却を行い、消費した電力を求めた。
【００６５】
また、焼結鉱の冷間強度（％）は、ＪＩＳ  Ｍ８７１２に準拠し、粒度分布が１０〜２５ｍｍの焼結鉱を１４ｋｇ、粒度分布が２５〜３５ｍｍの焼結鉱を１４ｋｇ、計２８ｋｇの焼結鉱をタンブラー試験機（回転強度試験機）に投入し、タンブラー試験機の回転数を２００ｒｐｍとして、回転後の粒度が１０ｍｍ以上の焼結鉱の重量の割合を測定した（冷間強度（％）＝粒度１０ｍｍ以上の焼結鉱の重量（回転後）÷投入重量×１００）。
【００６６】
表４に示すように、実施例の製造方法では、冷却機９０の送風電力が４．０ｋＷｈ／ｔ（ｓ）、焼結鉱の冷間強度（％）が７８％であった。これに対して、比較例１の製造方法では、冷却機９０の送風電力が５．０ｋＷｈ／ｔｓ、冷間強度が７８％であり、比較例２の製造方法では、冷却機９０の送風電力が４．５ｌＷｈ／ｔｓ、冷間強度が７８％であり、比較例３の製造方法では、冷却機９０の送風電力が４．５ｋＷｈ／ｔｓ、冷間強度が７５％であった。また、参考例の製造方法では、冷却機９０の送風電力が４．５ｋＷｈ／ｔｓ、冷間強度が７８％であった。
【００６７】
実施例、比較例１〜３、参考例を比較すると、実施例では、比較例１〜３及び参考例に比べて焼結鉱の冷間強度（％）を低下させることなく、送風電力を低減することができた。特に、比較例１では、散水する場合に比べて送風電力が大きく、また、比較例３では、焼結鉱の強度が低下していた。したがって、焼結鉱の強度を低下させることなく冷却機９０の消費電力を低下させるためには、反応下限温度等温線が粗粒コークス層Ａの上層部と交差する位置Ｐ２（８５）から、反応下限温度等温線が焼結ベッドの下面に到達する位置Ｐ３（９５）までの間で散水を行うとよいことが分かった。
【００６８】
なお、上記実施形態では、風力分級式の原料偏析装入装置３０を用いて焼結原料を偏析装入しているが、同程度の粒度分布の粉コークスを燃料として焼結原料に配合する場合には、原料偏析装入装置にかかわらず、形成される焼結ベッドの層厚が５００〜９００ｍｍであれば、焼結ベッドの下面からの高さが、焼結ベッドの厚さの７分の２以下の領域で、粒度が５ｍｍ以上の粉コークスの濃度が高くなる。したがって、焼結ベッドの下面からの高さが、焼結ベッドの厚さの７分の２の位置の温度が反応下限温度まで低下した後に散水を行うとよい。
【００６９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７０】
１００    ＤＬ式焼結機
１０    焼結ベッド搬送部
１２    焼結パレット
１６    原料装入部
１８    排鉱部
２８    クラッシャー
３０    原料偏析装入装置
５０    点火炉
６０    空気吸引部
８０    散水装置
８２    散水管
８４    散水ノズル
９０    冷却機
９２    冷風機
９４    冷却容器
【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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