(57)【要約】      （修正有）【課題】シュート下部側で焼結原料を層厚方向できめ細かい粒度分布で精度良く粒度偏析させることができる粒度偏析装入装置を提供する。【解決手段】パレット幅方向と略平行な複数のロッド４を間隔をおいて並列させることでスクリーン状に構成され、且つ隣接するロッド間の間隔をシュート上部側ほど狭めたスクリーン状シュート３を有する装入装置において、シュート下部側の複数のロッドBの径を、シュート上部側の複数のロッドAの径よりも小さくする。これにより、シュート長手方向での単位長さ当たりのロッド間隔数が増えるため、シュート長手方向できめ細かい分級が可能となる。【選択図】図１
2005291537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パレット上に焼結原料を供給するための原料供給機構と、該原料供給機構から供給された焼結原料をパレット上に層厚方向で粒度偏析した状態に装入するためのシュートであって、反パレット移動方向に対して下向きに傾斜して設けられるスクリーン状シュートとを備え、該スクリーン状シュートは、パレット幅方向と略平行な複数のロッドを間隔をおいて並列させることでスクリーン状に構成され、且つ隣接するロッド間の間隔又は／及び隣接する複数本のロッドからなるロッド群間の間隔をシュート上部側ほど狭めた構成を有する焼結原料の装入装置において、
シュート下部側の複数のロッドの径を、シュート上部側の複数のロッドの径よりも小さくしたことを特徴とする焼結原料の装入装置。
【請求項２】
スクリーン状シュートは、複数のロッドがロッド保持部材によりシュート長手方向で一体に保持された構造を有し、パレットの原料装入部上方に位置するロッド保持部材のシュート幅方向での設置数が１又は２であることを特徴とする請求項１に記載の焼結原料の装入装置。
【請求項３】
スクリーン状シュートを構成する全ロッドのうち、シュート最下部のロッドを含めた２０〜５０％の本数のシュート下部側のロッドの径を、それよりもシュート上部側のロッドの径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の焼結原料の装入装置。
【請求項４】
シュート下部側のロッドの径が、シュート上部側のロッドの径の６０〜８０％であることを特徴とする請求項３に記載の焼結原料の装入装置。
【請求項５】
スクリーン状シュートを構成する各ロッドの径又は／及び隣接する複数本のロッドからなる各ロッド群のロッドの径を、シュート上部側から下部側にかけて順次小さくしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の焼結原料の装入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉原料として使用される焼結鉱を製造するための焼結機において、移動する焼結用パレット上に焼結原料を粒度偏析状態で装入するための原料装入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉の主原料となる焼結鉱の製造設備として、ドワイトロイド式等の無端移動グレート式焼結機が広く使用されている。この焼結機を用いた焼結鉱の製造では、一般に、鉄鉱石にコークス粉と石灰粉等を混合して造粒した焼結原料（以下、単に“原料”という）を、原料装入装置によって連続移動するパレット上に層状に充填装入し、この原料充填層の表面を原料均し機構によって平坦化し且つ充填密度を均一化した後、原料充填層の表面に点火し、焼結工程に入る。ここで、原料充填層の表面の平坦性や充填密度の均一性は、成品焼結鉱の品質や歩留まり、さらには生産性に大きな影響を及ぼす。
【０００３】
上記焼結機における従来の焼結鉱製造プロセスをより具体的に説明すると、まず、約５ｍｍ以下の擬似粒子状の原料（造粒物）を、原料装入装置の装入シュートによってパレット上に装入し、原料充填層を形成する。この原料充填層を上記のように原料均し機構で均した後、点火炉において原料充填層の表層部に含まれるコークス粉に点火する。一方、パレットの下方からブロアで空気を吸引し、原料充填層内のコークス粉を燃焼させながら、上層から下層に向けて鉄鉱石を焼成していく。このような焼成プロセスでは、原料充填層内での良好な通気性が確保され、また、パレットの幅方向及び長手方向でも均一な通気性を確保することが操業上重要な要素となる。
【０００４】
原料充填層の通気性を良好にするには、原料充填層内での原料の粒度分布を制御することが有効であり、具体的には、上層側ほど粒度の細かい原料が堆積するような状態になることが好ましい。このような粒度分布を実現するための装置として、図４に示されるような原料装入装置が知られている（例えば、特許文献１）。この原料装入装置は、ロールフィーダ等の原料供給機構１０の下方に、反パレット移動方向に対して下向きに傾斜した粒度偏析装入用のスクリーン状シュート１１を設けたもので、このスクリーン状シュート１１は、パレット幅方向と平行な多数のロッド１２を間隔をおいて並列させ、且つこれらロッド１２の間隔をシュート上部側ほど狭めた構造を有している。また、上記多数のロッド１２はパレット幅方向の複数箇所で、所定の間隔を保つようにロッド保持部材（図示せず）により一体に保持されている。
【０００５】
このような原料装入装置によれば、原料供給機構１０から払い出されてスクリーン状シュート１１上を滑り落ちる原料は、スクリーン状シュート１１を構成するロッド１２間の間隔がシュート上部側ほど小さいため、ロッド１２間の間隙を通じてパレットＰ上に落下する際に粒度に応じて篩い分け（分級）され、粒度の大きい原料ほどパレットＰの原料装入始端側に装入される。この結果、装入後の原料充填層は上層側ほど原料粒度が細かい粒度偏析した状態となる。
【特許文献１】特開平５−１３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した原料装入装置によりパレット上に原料を装入する場合、粒度偏析によって通気性を良好なものにするという本来の目的からして、原料充填層の厚さ方向でなるべくきめ細かい粒度分布で精度良く偏析させることが好ましいが、この装入装置はロッドの間隙で原料の分級を行うものであるため、分級の精度やこれに伴う粒度偏析の精度にも自ずと限界があり、特に、シュート下部側では原料の落下速度が大きくなるため、狙いとするようなきめ細かい粒度偏析状態が得られにくいという問題がある。
【０００７】
さらに、上記原料装入装置のスクリーン状シュート１１は、パレット幅方向の複数箇所でロッドを保持しているロッド保持部材が、ロッド１２の間隙から下方に流れ落ちる原料流れの均一性を阻害し、この結果、原料充填層の堆積量や装入密度がパレット幅方向で不均一になるという問題がある。これを図５に基づき説明すると、図５において、１３はスクリーン状シュート１１のロッド群をパレット幅方向の複数箇所で保持するロッド保持部材である。スクリーン状シュート１１を流れ落ちる原料は、各ロッド１２間の間隙からパレット上に落下するが、ロッド保持部材１３がある箇所では、原料の流れがロッド保持部材１３によってその両側に分けられてしまう（図中のｆは、このロッド保持部材１３で分けられた原料の流れを示している）。このためロッド保持部材１３の直下での原料の堆積量は、ロッド保持部材１３がない他の部分に比べて少なくなり、原料充填層Ｓの表層部に溝状部ｅ（原料堆積欠損部）が形成されてしまう。この溝状部ｅには、その形成過程で周辺の原料がある程度流れ込んでくるが、原料の落下距離が短いため流れ込み量は十分なものではない。この結果、溝状部ｅの下方には、原料充填密度の小さい原料堆積層、すなわち低密度充填領域が生じてしまい、このような原料充填密度の小さい領域は、原料均し機構によっても解消することはできない。
【０００８】
上記低密度充填領域では、それ以外の領域に（溝状部ｅ以外の平坦部下方の堆積層領域）に比べて通気抵抗が小さくなり、原料層内部にはパレット幅方向で通気抵抗にバラツキが生じる。このような通気抵抗のバラツキが大きくなると、通気抵抗が相対的に小さい低密度充填領域に空気の吸引が集中するため、燃焼帯でのコークス粉の燃焼速度が局部的に大きくなり、一方で、低密度充填領域以外の領域では未燃焼部が発生し、焼成が遅れる。この結果、成品焼結鉱の歩留まりや品質の低下、コークス原単位の上昇などの問題が生じ、焼結鉱の生産性も低下してしまう。
【０００９】
したがって本発明の目的は、焼結原料をパレット上に層厚方向で粒度偏析状態に装入するための原料装入装置において、焼結原料を層厚方向できめ細かい粒度分布で精度良く粒度偏析させることができる装入装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、スクリーン状シュートのロッドを保持するロッド保持部材による低密度充填領域の形成が極力抑えられ、パレット幅方向で均一な原料充填密度を得ることができる装入装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決すべく、複数のロッドとこれらロッドをシュート長手方向で一体に保持するロッド保持部材からなるスクリーン状シュートの構造について検討を行い、その結果、以下のような知見を得た。
(1) シュート下部側において粒度偏析状態の精度が低下しやすいという問題に対しては、シュート下部側の複数のロッドの径を、シュート上部側の複数のロッドの径よりも小さくすることが有効であることが判った。これは、ロッド間隔が同じでもロッド径が小さいと、シュート長手方向での単位長さ当たりのロッド間隔数が増えるため、シュート長手方向できめ細かい分級が可能となるためである。
【００１１】
(2) ロッド保持部材による低密度充填領域の形成を極力防止し、パレット幅方向で均一な原料充填密度を確保するという課題に対しては、根本的にはロッド保持部材（パレットの原料装入部上方に位置するロッド保持部材）の設置数を少なくすればよい。しかし、ロッド保持部材の設置数を少なくすると、シュート上を落下する原料の重みや衝撃によってロッドが撓んでロッド間隔に狂いを生じ、精度のよい分級ができなくなる。この結果、粒度偏析装入そのものに支障をきたしてしまう。このようなロッドの撓みを防止するためにはロッド径を大きくすればよいが、単純にロッド径を大きくするとシュートの大きさや重量が大幅に増加し、非実用的なものとなってしまう。そこで、これらの点に鑑みシュートの構造について検討した結果、シュートを構成するロッドには、シュート長手方向での位置によって必要とされる強度に差があることが判った。具体的には、シュート上部側のロッドはその上を多量の原料が通過するため、撓みを生じないように或る程度の径を有する必要があるが、シュート下部側のロッドについては、原料の通過量が少ないことから、シュート上部側ほど径を大くしなくてもよいことが判った。これにより、シュート下部側のロッドの径をシュート上部側のロッドの径よりも小さくすることで、シュート全体を大重量化・大型化させることなく且つシュート本来の機能を損なうことなく、ロッド保持部材の設置数を少なくできることが判った。
【００１２】
本発明は以上のような知見に基づきなされたもので、その特徴は以下のとおりである。
[1] パレット上に焼結原料を供給するための原料供給機構と、該原料供給機構から供給された焼結原料をパレット上に層厚方向で粒度偏析した状態に装入するためのシュートであって、反パレット移動方向に対して下向きに傾斜して設けられるスクリーン状シュートとを備え、該スクリーン状シュートは、パレット幅方向と略平行な複数のロッドを間隔をおいて並列させることでスクリーン状に構成され、且つ隣接するロッド間の間隔又は／及び隣接する複数本のロッドからなるロッド群間の間隔をシュート上部側ほど狭めた構成を有する焼結原料の装入装置において、
シュート下部側の複数のロッドの径を、シュート上部側の複数のロッドの径よりも小さくしたことを特徴とする焼結原料の装入装置。
[2] 上記[1]の装入装置において、スクリーン状シュートは、複数のロッドがロッド保持部材によりシュート長手方向で一体に保持された構造を有し、パレットの原料装入部上方に位置するロッド保持部材のシュート幅方向での設置数が１又は２であることを特徴とする焼結原料の装入装置。
【００１３】
[3] 上記[1]又は[2]の装入装置において、スクリーン状シュートを構成する全ロッドのうち、シュート最下部のロッドを含めた２０〜５０％の本数のシュート下部側のロッドの径を、それよりもシュート上部側のロッドの径よりも小さくしたことを特徴とする焼結原料の装入装置。
[4] 上記[3]の装入装置において、シュート下部側のロッドの径が、シュート上部側のロッドの径の６０〜８０％であることを特徴とする焼結原料の装入装置。
[5] 上記[1]又は[2]の装入装置において、スクリーン状シュートを構成する各ロッドの径又は／及び隣接する複数本のロッドからなる各ロッド群のロッドの径を、シュート上部側から下部側にかけて順次小さくしたことを特徴とする焼結原料の装入装置。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の装入装置によれば、シュート下部側での焼結原料の分級を高精度に行うことができるため、原料充填層の層厚方向できめ細かい粒度分布で精度良く粒度偏析させることができ、粒度偏析装入の効果を高めることができる。
請求項２に係る発明によれば、上記の効果に加え、シュートを大重量化・大型化させることなく且つシュート本来の分級機能を損なうことなく、スクリーン状シュートを構成するロッド保持部材の設置数を少なくすることができるので、原料充填層での低密度充填領域の形成が極力抑えられ、パレット幅方向で均一な原料充填密度を得ることができる。この結果、パレット幅方向における通気性を均一化し、高品質の成品焼結鉱を高い歩留まりと生産性で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１及び図２は、本発明の焼結原料（以下、単に“原料”という）の装入装置の一実施形態を示すもので、図１はスクリーン状シュートを縦断面した状態で示す側面図、図２は原料供給機構を省略した状態で示す平面図である。
図において、１は原料供給機構の一部を構成するロールフィーダ、２は同じく原料緩衝用の補助ロール、３は原料供給機構から供給された原料をパレット上に層厚方向で粒度偏析した状態に装入（充填）するためのスクリーン状シュートである。また、図２において、Ｐはスクリーン状シュート３の下方を通過するパレット、Ｓはパレット上に形成された原料充填層である。
【００１６】
前記スクリーン状シュート３（以下、単に“シュート３”という）は、前記ロールフィーダ１のほぼ真下の位置で、反パレット移動方向に対して下向きに傾斜して設けられている。前記ロールフィーダ１の上部には、下端が開放し且つ原料払出ゲートを備えたサージホッパー（図示せず）が配置されており、ロールフィーダ１の回転によって原料払出ゲートから原料が払い出され、この原料は補助ロール２上に一旦落下して緩衝された後、回転する補助ロール２によりシュート３の上端に供給される。以上のような基本構成自体は、従来装置と同様である。
【００１７】
前記シュート３の本体は、パレット幅方向と略平行であって、且つ間隔をおいて並列した複数のロッド４と、これら複数のロッド４をシュート長手方向で一体に保持するロッド保持部材５とから構成されている。また、このシュート３は、隣接するロッド間の間隙ｗがシュート上部側ほど狭くなるよう構成されている。なお、ロッド間の間隙は、隣接するロッド４間の間隙毎に順次狭くなるようにしてもよいし、隣接する複数本のロッドを１つの群とし、このロッド群間の間隙毎に順次狭くなるようにしてもよい。
本発明の装入装置は、シュート下部側の複数のロッド４の径を、シュート上部側の複数のロッド４の径よりも小さくすることを特徴とするものであるが、本実施形態では、全ロッド３６本のうち、シュート最下部のロッド４を含めた１／３（約３３％）の本数（１２本）のシュート下部側のロッド４（ロッド群Ｂ）の径を、それよりもシュート上部側のロッド４（ロッド群Ａ）の径よりも約２５％程度小さくしている。
【００１８】
ロッド径を小さくするシュート下部側のロッド４（ロッド群Ｂ）の数や範囲は特に制限はないが、ロッドの撓み防止やシュートの重量などを勘案した場合、一般には、シュート３を構成する全ロッドのうち、シュート最下部のロッド４を含めた２０〜５０％、好ましくは２５〜４０％程度の本数のロッド４を対象とすることが好ましい。全ロッド数は特に制限はないが、３０〜６０本程度が普通である。
また、シュート下部側のロッド４の径も特に制限はないが、ロッドの撓み防止やシュートの重量などを勘案した場合、一般には、シュート上部側のロッド４の径の６０〜８０％程度とすることが好ましい。シュート下部側及び上部側のロッド４の径としては、例えば、シュート下部側のロッドの径：２０〜３０ｍｍ、シュート上部側のロッド４の径：１２〜２４ｍｍ程度を例示できる。
【００１９】
本発明の装入装置において、シュート下部側の複数のロッド４の径を、シュート上部側の複数のロッド４の径よりも小さくするという条件は、種々の実施形態を採ることができ、本実施形態のようにロッド径をシュート上部側と下部側で２段階で変える場合の他に、例えば、シュート３を構成する各ロッド４の径又は／及び隣接する複数本のロッド４からなる各ロッド群のロッド径を、シュート上部側から下部側にかけて順次小さくすようにしてもよい。具体的には、以下のような形態を採ることができる。
(1) シュート３を構成する各ロッド４の径を、シュート上部側から下部側にかけて順次小さくする。
(2) シュート３を構成する各ロッド４を３つ以上のロッド群に分け、これらロッド群のロッド径を、シュート上部側から下部側にかけて順次小さくする。
また、上記(1)、(2)以外にも種々の形態を採ることができる。
【００２０】
前記ロッド保持部材５は細長の板状体で構成され、その長手方向に沿って複数のロッド挿通孔５０が適宜間隔をおいて貫設されている。そして、この各ロッド挿通孔５０に前記ロッド４を挿通させることにより、複数のロッド４をシュート長手方向で一体に保持している。各ロッド保持部材５は、その上端及び下端に連結部５１，５２を有しており、これら連結部５１，５２を介して図示しない構造部材に保持されることで、ロッド４を含めたシュート全体がその構造部材に支持される。
本実施形態では、パレットＰの原料装入部の上方から外れたパレット両側方位置にそれぞれロッド保持部材５ａ１，５ａ２が設けられるとともに、それらの中間位置、すなわちパレット幅方向中央部に、パレットＰの原料装入部の上方に位置するロッド保持部材５ｂが設けられている。すなわち、原料充填層Ｓが形成されるパレットＰの原料装入部上方においては、１箇所にのみロッド保持部材５ｂを設けている。
先に述べたような理由から、原料充填層Ｓが形成されるパレットＰの原料装入部上方に位置するロッド保持部材５の設置数は、なるべく少ない方が好ましく、例えば図２に仮想線（５ｂ１，５ｂ２）で示すように、多くても２箇所とすることが好ましい。
【００２１】
なお、シュート３を構成する複数のロッド４は、少なくともロッド両端においてロッド保持部材５ａ１，５ａ２に固定的に保持される必要があるが、ロッド表面に付着した原料（付着物）をロッド保持部材によって掻き落とすために、ロッド４を中間部のロッド保持部材５ｂに対してスライド移動できるようにしてもよい。すなわち、両端をロッド保持部材５ａ１，５ａ２に固定的に保持された各ロッド４を、中間部のロッド保持部材５ｂのロッド挿通孔５０にスライド可能に挿通させ、複数のロッド４及びその両端を保持するロッド保持部材５ａ１，５ａ２を移動機構によりパレット幅方向で往復動可能とするものである。このような構造とした場合には、ロッド４をロッド保持部材５ｂに対して適当な時間的間隔でスライド移動させることにより、ロッド表面に付着した原料をロッド保持部材５ｂによって掻き落とすことができる。
また、上記の構造とする場合に、シュート３を構成するすべてのロッド４を一体に移動させるのではなく、複数のロッド４を２以上のロッド群に分け、各ロッド群の両端を各々ロッド保持部材５ａ１，５ａ２で固定的に保持し、各ロッド群毎に中間部のロッド保持部材５ｂに対してスライド移動できるような構成にしてもよい。
【００２２】
次に、本発明の装入装置の作用効果を、上記実施形態を例に説明する。
図３は、装入装置のシュート下部側のロッド群による原料の分級状態を、本発明装置（図３(a)）と従来装置（図３(b)）で比較して示したものであり、Ｋ１〜Ｋ４が各ロッド４，１２の間隙から落下する原料の流れを示す。同図から判るように、本発明装置のようにロッド径を小さくすると、ロッド間隙は従来装置と同じであっても、シュート長手方向での単位長さ当たりのロッド間隙数が増え、この結果、シュート長手方向で原料のきめ細かい分級が可能となる。
【００２３】
また、本発明の装入装置では、シュート下部側の複数のロッド４の径を、シュート上部側の複数のロッド４の径よりも小さくすることで、シュート３の大きさや重量を増大させることなく且つシュート本来の分級機能を損なうことなく、シュート３を構成するロッド保持部材５の設置数を少なくすることができる。
このため原料充填層の表層での溝状部（図５に示す溝状部ｅ）の形成とこれによる低密度充填領域の形成を最小限に抑えることができ、パレット幅方向で均一な原料充填密度を得ることができる。この結果、パレット幅方向における通気性を均一化し、高品質の成品焼結鉱を高い歩留まりと生産性で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る焼結原料の装入装置の一実施形態を、スクリーン状シュートを縦断面した状態で示す側面図
【図２】図１に示す装入装置を原料供給機構を省略した状態で示す平面図
【図３】装入装置のシュート下部側のロッド群による原料の分級状態を、本発明装置（図３(a)）と従来装置（図３(b)）で比較して示した説明図
【図４】従来の装入装置とこれによる原料装入状況を示す説明図
【図５】従来の装入装置のスクリーン状シュートによる原料装入状況と原料充填層の断面を示す説明図
【符号の説明】
【００２５】
１  ロールフィーダ
２  補助ロール
３  スクリーン状シュート
４  ロッド
５，５ａ１，５ａ２，５ｂ，５ｂ１，５ｂ２  ロッド保持部材
５０  ロッド挿通孔
５１，５２  連結部
Ａ，Ｂ  ロッド群
【図１】
2005291537.tif 000003
【図２】
2005291537.tif 000004
【図３】
2005291537.tif 000005
【図４】
2005291537.tif 000006
【図５】
2005291537.tif 000007