(57)【要約】【課題】ダスト量を抑制する新たな手段を提供して、抑制手段の選択の幅を増し、それにより、種々の操業条件下においても、確実にダスト量を低減する低減方法を提供する。【解決手段】焼結主排ガス中のダスト量を低減する方法において、（ａ）焼結主排ガス中のダスト量を所定の範囲に管理するための管理目標値を設定し、（ｂ）焼結主排ガスが放散される直前のダスト量を測定し、（ｃ）測定値が管理目標値を超えたとき、焼結原料への粉コークスの配合量、及び／又は、焼結原料中の水分量を調整して、ダスト量を管理目標値以下に低減する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結主排ガス中のダスト量を低減する方法において、
（ａ）焼結主排ガス中のダスト量を所定の範囲に管理するための管理目標値を設定し、
（ｂ）焼結主排ガスが放散される直前のダスト量を測定し、
（ｃ）測定値が管理目標値を超えたとき、焼結原料への粉コークスの配合量を調整して、ダスト量を管理目標値以下に低減する、
ことを特徴とする焼結主排ガス中のダスト量低減方法。
【請求項２】
前記調整において、粉コークスの配合量を減少することを特徴とする請求項１に記載の焼結主排ガス中のダスト量低減方法。
【請求項３】
焼結主排ガス中のダスト量を低減する方法において、
（ａ）焼結主排ガス中のダスト量を所定の範囲に管理するための管理目標値を設定し、
（ｂ）焼結主排ガスが放散される直前のダスト量を測定し、
（ｃ）測定値が管理目標値を超えたとき、焼結原料中の水分量を調整して、ダスト量を管理目標値以下に低減する、
ことを特徴とする焼結主排ガス中のダスト量低減方法。
【請求項４】
前記調整において、水分量を増加することを特徴とする請求項３に記載の焼結主排ガス中のダスト量低減方法。
【請求項５】
焼結主排ガス中のダスト量を低減する方法において、
（ａ）焼結主排ガス中のダスト量を所定の範囲に管理するための管理目標値を設定し、
（ｂ）焼結主排ガスが放散される直前のダスト量を測定し、
（ｃ）測定値が管理目標値を超えたとき、焼結原料への粉コークスの配合量、及び、焼結原料中の水分量を調整して、ダスト量を管理目標値以下に低減する、ことを特徴とする焼結主排ガス中のダスト量低減方法。
【請求項６】
前記調整において、粉コークスの配合量を減少し、かつ、水分量を増加することを特徴とする請求項４に記載の焼結主排ガス中のダスト量低減方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼結機主排ガスから放散されるダスト（煤塵）の量を、焼結原料に係る条件（焼結原料への粉コークスの配合量、及び、焼結原料中の水分量）を調整することにより、管理目標値以下に低減するダスト量低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な焼結工程において、焼結機から吸引された排ガスは、主電気集塵機（主ＥＰ）で、排ガス中のダストが除塵された後、煙突より放散される。このとき、煙突より放散される排ガス中のダスト量は、一般的には、５０ｍｇ／Ｎｍ３を環境基準として管理されていて、この環境基準を維持すべく、主ＥＰの設計及び運転管理が行われているが、最近では、さらに、有視下限の３０ｍｇ／Ｎｍ３以下とするのが望ましいとされている。
【０００３】
従来、焼結排ガス中のダスト量の抑制は、主ＥＰでの集塵効率を高めて達成するという観点で、種々検討されてきた。設備対策の点では、例えば、電気集塵機の間欠荷電方式や、パルス荷電方式が実用化されている。
【０００４】
また、集塵効率を高める焼結操業が、操業条件の管理の観点から検討され、排ガスの温度管理や、排ガス中の水分量管理、さらには、ダスト中のアルカリ塩化物（ＮａＣｌ、ＫＣｌ）の増加が集塵性能を低下させることから、焼結原料中のアルカリ塩化物の入量管理が行われている（非特許文献１、参照）。
【０００５】
一方、焼結ベッドからのダストの排出自体を抑制して、排ガス中のダスト量を低減する試みは少ない。これまでのところ、ウインドボックスの排ガス温度が所定値以下となるように焼結終了点（ＢＴＰ）位置を調節して、焼結主排ガス中のダスト（煤塵）量を低減する方法が開示されているのみである（特許文献１、参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−５０１６１号公報
【非特許文献１】
ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ，  ８（１９９５），  ３１６〔小林政徳ら：“焼結主排風電気集塵機の集塵効率におよぼす配合原料中のＣｌの影響”〕
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
実際の焼結操業において、上記の設備対策や条件管理は、状況により逆効果であったり、他の操業条件との相反性で採用できない場合がある。
【０００８】
例えば、電気集塵機の間欠荷電方式は、ダストの比抵抗との関連で逆電離現象が発生した場合には効果があるが、そうでない場合は荷電時間が減少するため、逆に、集塵効率を低下させる。
【０００９】
また、ＢＴＰ（焼結機ストランド方向の焼結終了位置）の調節においてＢＴＰを後退させることは、既に、ＢＴＰを排鉱側の最後端に置いて焼結機を稼動している場合には、採用できない。
【００１０】
そこで、本発明は、ダスト量を抑制する新たな手段を提供して、抑制手段の選択の幅を増し、それにより、種々の操業条件下においても、確実にダスト量を低減することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、焼結工程における種々の操業因子（粉コークスの配合量、配合原料中の水分量、吸引負圧（生産速度）、焼結ベッドの層厚等）が、排ガスのダスト濃度へ及ぼす影響を検討するなかで、実施例で詳細に述べるように、排ガス中のダスト量を効果的に抑制し得る操業因子として、粉コークスの配合量と焼結原料中の水分量を見出した。
【００１２】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は、次のとおりである。
【００１３】
（１）  焼結主排ガス中のダスト量を低減する方法において、
（ａ）焼結主排ガス中のダスト量を所定の範囲に管理するための管理目標値を設定し、
（ｂ）焼結主排ガスが放散される直前のダスト量を測定し、
（ｃ）測定値が管理目標値を超えたとき、焼結原料への粉コークスの配合量を調整して、ダスト量を管理目標値以下に低減する、
ことを特徴とする焼結主排ガス中のダスト量低減方法。
【００１４】
（２）  前記調整において、粉コークスの配合量を減少することを特徴とする前記（１）に記載の焼結主排ガス中のダスト量低減方法。
【００１５】
（３）  焼結主排ガス中のダスト量を低減する方法において、
（ａ）焼結主排ガス中のダスト量を所定の範囲に管理するための管理目標値を設定し、
（ｂ）焼結主排ガスが放散される直前のダスト量を測定し、
（ｃ）測定値が管理目標値を超えたとき、焼結原料中の水分量を調整して、ダスト量を管理目標値以下に低減する、
ことを特徴とする焼結主排ガス中のダスト量低減方法。
【００１６】
（４）  前記調整において、水分量を増加することを特徴とする前記（３）に記載の焼結主排ガス中のダスト量低減方法。
【００１７】
（５）  焼結主排ガス中のダスト量を低減する方法において、
（ａ）焼結主排ガス中のダスト量を所定の範囲に管理するための管理目標値を設定し、
（ｂ）焼結主排ガスが放散される直前のダスト量を測定し、
（ｃ）測定値が管理目標値を超えたとき、焼結原料への粉コークスの配合量、及び、焼結原料中の水分量を調整して、ダスト量を管理目標値以下に低減する、ことを特徴とする焼結主排ガス中のダスト量低減方法。
【００１８】
（６）  前記調整において、粉コークスの配合量を減少し、かつ、水分量を増加することを特徴とする前記（５）に記載の焼結主排ガス中のダスト量低減方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１に、焼結機の構成と制御体系を模式的に示す。この焼結機においては、原料槽１から、鉄鉱石、石灰石、粉コークス、返鉱の各原料を、原料切出制御装置１３の指示に基づき所定の配合割合で切り出し、水分量制御装置１４で添加する水Ｗを６〜７％に制御しつつ、混合・造粒機２で混合・造粒した焼結原料を、サージ槽３で一時蓄えた後、移動パレット内へ供給して充填層５を形成し、点火炉４で、充填層５の表層中の粉コークスに着火した後、主排風機９による排風で、充填層５の表面から吸引する空気で、充填層５内に在る粉コークスを燃焼させて、焼結鉱を製造する。
【００２０】
燃焼排ガスは、メインダクト７を通って主集塵機８に入り、除塵された後、煙突１０から放散される。放散される排ガス中のダスト量（濃度）は、燃焼排ガスがウインドボックスへ排出される時点では１ｇ／Ｎｍ３程度であるが、集塵後は、環境基準で定められた５０ｍｇ／Ｎｍ３ないし１００ｍｇ／Ｎｍ３以下に低減されている。
【００２１】
現在、ほとんどの焼結機においては、煙道に設置したダスト濃度計で、煙突から放散される排ガス中のダスト量（濃度）を連続的に測定して、ダスト量の増減を監視しており、その管理目標値は焼結機によって異なるが、通常、１０〜５０ｍｇ／Ｎｍ３程度としている。
【００２２】
ダスト濃度計の測定値が管理目標値を超えた場合、燃焼排ガス中のダスト量を低減するため、何らかの操業アクションを採る必要があるが、本発明においては、（ｉ）配合原料に配合する粉コークスの配合量を減少する、及び、（ｉｉ）造粒機へ供給する水の量を増加して、配合原料中の水分量を増加する、のいずれか一方又は両方のアクションを採る。
【００２３】
即ち、図１に示す焼結機において、煙突１０の下部に設けたダスト濃度計１１でダスト濃度（量）を測定し、比較演算制御装置１２で、測定値Ｖと管理目標値Ｖ０を比較演算し、測定値Ｖが管理目標値Ｖ０を超えた場合、原料切出制御装置１３へ、粉コークスの配合量の減少を指示する信号を送るか、又は、水分量制御装置１４へ、配合原料中の水分量の増加を指示する信号を送る。
【００２４】
また、比較演算制御装置１２で、その時の操業条件から焼結状況を総合的に判断して、上記両信号を、それぞれ、原料切出制御装置１３及び水分量制御装置１４へ送ってもよい。
【００２５】
何らかの操業アクションを採った後、ダスト量に変化が現われるまでに、通常、３０分程度を要するが、この間は、主集塵機８の集塵能力を高めるなど、通常のダスト量低減手段で対処してもよい。
【００２６】
なお、粉コークスの配合量を減少する第１のダスト量低減手段には、主に、焼成温度の低下に伴って焼結鉱の強度が低下するという悪影響が付随し、また、一方、配合原料中の水分量を増加する第２のダスト量低減手段には、主に、焼結過程での充填層下部で形成される水分凝縮帯の拡大による通気性の低下に伴って、生産性が低下するという悪影響が付随するので、既存のダスト量低減手段を含めてどの手段で対処するかは、その時の操業状況を総合的に勘案して決定されるべきものである。
【００２７】
また、単一のダスト量低減手段で、十分なダスト量低減効果が得られない場合には、複数の低減手段を同時に実施することになるのは当然である。
【００２８】
【実施例】
焼結操業において調整可能な操作因子、即ち、粉コークスの配合量、配合原料中の水分量、吸引負圧（生産速度）、及び、焼結ベッドの層厚が、燃焼排ガス中のダスト量へ及ぼす影響について詳細に検討した。
【００２９】
焼結機を使って種々の操業因子を広範な水準で、実際に調査することは不可能であるが、鍋試験は、実機による焼結を概ねシミュレートすると考えられ、従来から用いられてきた試験であるので、上記検討に際し、鍋試験を採用し、以下のような試験を行った。
【００３０】
（実施例）
鍋試験装置として、直径３００ｍｍ、高さ６００ｍｍの円筒形焼結鍋を有する一般的な鍋試験装置を用いた。焼結ベッドから排出されるダストを全て捕集するため、鍋と風箱の間に、濾紙を装着したダスト採取箱を設置した。
【００３１】
焼結完了後、ダスト採取箱で捕集したダストを回収して重量を測定し、鍋試験に要した配合原料の重量（約７０ｋｇ）に対するダストの重量（ｍｇ）の比率（ｍｇ／ｋｇ）を求めて、その大小で、各種操業因子の影響を比較した。
【００３２】
表１に、調査した操業因子とその試験水準を示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
各操業因子の試験水準の幅は、実機操業で想定される範囲を充分に超えるものとし、その因子の影響が確実に検出できるようにした。調査結果を、図２〜５に示す。
【００３５】
図２に示すように、燃焼排ガス中のダスト量に及ぼす“粉コークスの配合量”の影響は顕著であり、粉コークス配合量の減少により、燃焼排ガス中のダスト量を低減できることが判明した。
【００３６】
また、図３に示すように、燃焼排ガス中のダスト量に及ぼす“配合原料中の水分量”の影響は顕著であり、配合原料中の水分量の増加により、燃焼排ガス中のダスト量を低減できることが判明した。
【００３７】
一方、図４及び図５に、それぞれ示すように、吸引負圧及び焼結ベッドの層厚が燃焼排ガス中のダスト量に及ぼす影響は認められなかった。
【００３８】
焼結ベッド内でのダストの生成・排出機構は、現在までのところ、よく判っていないが、例えば、焼結ベッド内のコークス燃焼帯において、粉コークスが燃焼して消滅することに伴い多数の空隙が生成し、小さな粒子が移動可能な状態となり、重力とガス流の作用で流下・排出されると考えることができる。
【００３９】
この考えに従えば、実施例の一連の結果を容易に理解できる。即ち、粉コークスの配合量の増加は、生成する空隙の数を増加することになり、その結果、ダストの排出量が増加すると考えられる。
【００４０】
配合原料中の水分量の増加は、擬似粒子の粒度を増大させるとともに、擬似粒子間の密着度を増して、充填層内で流下する比率を低下させることになり、その結果、ダストの排出量が減少すると考えられる。
【００４１】
吸引負圧及び焼結ベッドの層厚は、上記生成・排出機構には、直接、関係しないので、ダストの排出量に影響を及ぼさないと考えられる。
【００４２】
【発明の効果】
集塵機の集塵効率を高める従来方策では、特別に設計した設備が必要となるのに対して、本発明によれば、特別仕様の装置を必要とせず、しかも、完全かつ簡便・安価に、放散される排ガス中のダスト量を抑制できる。
【００４３】
また、本発明は、従来手段と併せて用いることにより、操業アクションの選択の幅が広がり、排ガス中のダスト量の管理を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】焼結機の構成を模式的に示す図である。
【図２】ダスト排出量に及ぼす粉コークスの配合量の影響を示す図である。
【図３】ダスト排出量に及ぼす配合原料中の水分量の影響を示す図である。
【図４】ダスト排出量に及ぼす吸引負圧の影響を示す図である。
【図５】ダスト排出量に及ぼすベッド層厚の影響を示す図である。
【符号の説明】
１…原料槽
２…混合・造粒機
３…サージ槽
４…点火炉
５…充填層
６…ウインドボックス
７…メインダクト
８…主集塵機
９…主排風機
１０…煙突
１１…ダスト濃度計
１２…比較演算制御装置
１３…原料切出制御装置
１４…水分量制御装置
Ｗ…水
Ｖ…測定値
Ｖ０…管理目標値
【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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