(57)【要約】【課題】焼結鉱冷却装置の設備を高価なものとすることなく、かつ焼結鉱冷却装置の冷却能力を低下させることなく排出される排ガスの熱を有効に利用することができる焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備を提供すること。【解決手段】焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備４は、焼結鉱冷却装置３の前半部分から発生した高温の排ガスが導かれる排気ダクト４３と、排気ダクト４３に設けられ、排ガスの廃熱を蒸気として回収するボイラ４５と、焼結鉱冷却装置３の前半部分から発生した高温の排ガスを排気ダクト４３に吸引するファン４６とを有し、排気ダクト４３は廃熱回収後の排ガスを焼結機２の少なくとも最終の風箱を除いた部分に供給する。【選択図】図１
2012251698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端移動式のパレット上に焼結原料を装入し、焼結原料に点火した後、前記パレットを移動させながらパレットに沿って複数配置された風箱を介して焼結原料に空気を供給することにより焼結原料中の炭材を燃焼させてその燃焼熱で焼結させ焼結鉱を製造する焼結機と、無端移動式のパレット上に焼結機で焼結されて粉砕された焼結鉱を装入し、前記パレットを移動させながら焼結鉱に冷却空気を供給して焼結鉱を冷却させる焼結鉱冷却装置とを有する焼結機システムにおいて、焼結鉱冷却装置の前半部分の高温の排ガスから廃熱を回収する、焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備であって、
前記焼結鉱冷却装置の前半部分から発生した高温の排ガスが導かれる排気ダクトと、
前記排気ダクトに設けられ、排ガスの廃熱を蒸気として回収するボイラと、
前記焼結鉱冷却装置の前半部分から発生した高温の排ガスを前記排気ダクトに導くファンと
を有し、
前記排気ダクトは廃熱回収後の排ガスを前記焼結機の少なくとも最終の風箱を除いた部分に供給することを特徴とする焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備。
【請求項２】
前記焼結機の少なくとも最終の風箱を除いた部分に設けられたフードを有し、前記排気ダクトは、前記フードに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備。
【請求項３】
前記フードは、前記焼結機の後半部分に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備。
【請求項４】
前記フードは、前記パレットの進行方向に沿って移動可能であることを特徴とする請求項３に記載の焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備。
【請求項５】
前記フードは、焼結機の前半部分に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備。
【請求項６】
無端移動式のパレット上に焼結原料を装入し、焼結原料に点火した後、前記パレットを移動させながらパレットに沿って複数配置された風箱を介して焼結原料に空気を供給することにより焼結原料中の炭材を燃焼させてその燃焼熱で焼結させ焼結鉱を製造する焼結機と、無端移動式のパレット上に焼結機で焼結されて粉砕された焼結鉱を装入し、前記パレットを移動させながら焼結鉱に冷却空気を供給して焼結鉱を冷却させる焼結鉱冷却装置とを有する焼結機システムにおいて、焼結鉱冷却装置の前半部分の高温の排ガスから廃熱を回収する、焼結鉱冷却装置の廃熱回収方法であって、
前記焼結鉱冷却装置の前半部分から発生した高温の排ガスを排気ダクトに導き、排気ダクトに設けられたボイラにより導かれた排ガスの廃熱を蒸気として回収し、廃熱が回収された後の排ガスを前記焼結機の少なくとも最終の風箱を除いた部分に供給することを特徴とする焼結鉱冷却装置の廃熱回収方法。
【請求項７】
前記廃熱が回収された後の排ガスを前記焼結機の後半部分に供給することを特徴とする請求項６に記載の焼結鉱冷却装置の廃熱回収方法。
【請求項８】
前記排ガスの供給範囲を可変としたことを特徴とする請求項７に記載の焼結鉱冷却装置の廃熱回収方法。
【請求項９】
前記廃熱が回収された後の排ガスを前記焼結機の前半部分に供給することを特徴とする請求項６に記載の焼結鉱冷却装置の廃熱回収方法。
【請求項１０】
無端移動式のパレット上に焼結原料を装入し、焼結原料に点火した後、前記パレットを移動させながらパレットに沿って複数配置された風箱を介して焼結原料に空気を供給することにより焼結原料中の炭材を燃焼させてその燃焼熱で焼結させ焼結鉱を製造する焼結機と、
無端移動式のパレット上に焼結機で焼結されて粉砕された焼結鉱を装入し、前記パレットを移動させながら焼結鉱に冷却空気を供給して焼結鉱を冷却させる焼結鉱冷却装置と、
焼結鉱冷却装置の前半部分の高温の排ガスから廃熱を回収する、焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備とを有する焼結機システムであって、
前記廃熱回収設備は、
前記焼結鉱冷却装置の前半部分から発生した高温の排ガスが導かれる排気ダクトと、
前記排気ダクトに設けられ、排ガスの廃熱を蒸気として回収するボイラと、
前記焼結鉱冷却装置の前半部分から発生した高温の排ガスを前記排気ダクトに吸引するファンと
を有し、
前記排気ダクトは廃熱回収後の排ガスを前記焼結機の少なくとも最終の風箱を除いた部分に供給し、
前記焼結機システムは、前記焼結機の後半部分における排ガスからボイラにより廃熱を回収する焼結機廃熱回収設備をさらに有することを特徴とする焼結機システム。
【請求項１１】
前記焼結機廃熱回収設備は、廃熱を回収した後の排ガスを、前記焼結機の前半部分に燃焼ガスとして供給することを特徴とする請求項１０に記載の焼結機システム。
【請求項１２】
前記焼結機廃熱回収設備は、廃熱を回収した後の排ガスを、前記焼結機の前半部分に供給することを特徴とする請求項１０に記載の焼結機システム。
【請求項１３】
前記焼結機廃熱回収設備の前記ボイラへの給水温度を、前記焼結機の排ガスの酸露点以上とすることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の焼結機システム。
【請求項１４】
前記焼結機廃熱回収設備の前記ボイラは、蒸発器を有し、節炭器および過熱器は設置されないことを特徴とする請求項１３に記載の焼結機システム。
【請求項１５】
前記焼結機廃熱回収設備の前記ボイラと、前記廃熱回収設備の前記ボイラとは、共通の蒸気ドラムと共通の循環ポンプを有することを特徴とする請求項１４に記載の焼結機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉原料として用いる焼結鉱を製造する焼結機に用いる焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備、廃熱回収方法、および焼結機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉原料として用いる焼結鉱を製造する焼結機は、循環移動するパレット上に焼結原料を装入し焼結原料層を形成し、前段部に設けられた点火炉にて焼結原料層中の炭材に点火し、空気を吸引しつつ炭材を燃焼させて、その際の燃焼熱によって焼結原料を焼結する。そして、得られた焼結鉱は、クラッシャーで粉砕された後、焼結鉱冷却装置の循環移動するパレット上に装入され、その間に空気が吹き付けられることにより冷却される。
【０００３】
ところで、冷却装置に装入された当初の焼結鉱は６００〜７００℃という高温であり、多大なエネルギーを有するため、その廃熱を回収することが行われている。例えば、冷却装置の前半部分から排出される高温の排ガスを、簡易除塵器にて後段の設備に影響が出ない程度に簡易除塵した後、ボイラにて熱回収を行い、後段の集塵装置にて、大気へ放出可能なダスト濃度に除塵した後、大気に放出する技術（例えば、非特許文献１）や、冷却装置の前半部分から排出される高温の排ガスを簡易除塵器で簡易除塵した後、ボイラにて熱回収を行い、熱回収により温度の下がった排ガスを冷却装置の前半部分の冷却用ガスとして循環再利用する技術（例えば、特許文献１）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５３−１８０４１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】第３版  鉄鋼便覧  第II巻  製鉄・製鋼  （１９８０年発行）ｐ．９４−１０４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記非特許文献１の技術では、ボイラにて熱回収された後の排ガス中のダスト濃度を排出基準以下にするため、ボイラの後段に設置する集塵装置としては、マルチサイクロン、電機集塵機、バグフィルタ等の高性能なものを用いる必要があり、設備費が高くなるという問題がある。また、ボイラによる熱回収の効率の点から、熱回収後の排ガス温度は１５０℃以上とならざるを得ず、この１５０℃以上の排ガスを大気に放出することになるため、廃熱の有効利用という観点からは未だ不十分である。
【０００７】
また、上記特許文献１の技術では、高性能の集塵装置を付加する必要がないが、上述したようにボイラにより熱回収された後の排ガスの温度は１５０℃以上であるため、前半部分の高温の焼結鉱の冷却を１５０℃以上の排ガスで行うこととなり、冷却性能が低下する可能性がある。したがって、冷却装置の後半部分の冷却能力に余裕がない場合には、冷却能力を増強する必要があり、また、前半部分の冷却ガス供給部が、高温のガスに耐えられない構造の場合、設備を高温に耐え得るものにする必要があり、設備が高価なものになるという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、高性能の集塵機を付加することなく、焼結鉱冷却装置の設備を高価なものとすることなく、かつ焼結鉱冷却装置の冷却能力を低下させることなく排出される排ガスの熱を有効に利用することができる焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備および廃熱回収方法、ならびにそのような廃熱回収設備を備えた焼結機システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、無端移動式のパレット上に焼結原料を装入し、焼結原料に点火した後、前記パレットを移動させながらパレットに沿って複数配置された風箱を介して焼結原料に空気を供給することにより焼結原料中の炭材を燃焼させてその燃焼熱で焼結させ焼結鉱を製造する焼結機と、無端移動式のパレット上に焼結機で焼結されて粉砕された焼結鉱を装入し、前記パレットを移動させながら焼結鉱に冷却空気を供給して焼結鉱を冷却させる焼結鉱冷却装置とを有する焼結機システムにおいて、焼結鉱冷却装置の前半部分の高温の排ガスから廃熱を回収する、焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備であって、前記焼結鉱冷却装置の前半部分から発生した高温の排ガスが導かれる排気ダクトと、前記排気ダクトに設けられ、排ガスの廃熱を蒸気として回収するボイラと、前記焼結鉱冷却装置の前半部分から発生した高温の排ガスを前記排気ダクトに導くファンとを有し、前記排気ダクトは廃熱回収後の排ガスを前記焼結機の少なくとも最終の風箱を除いた部分に供給することを特徴とする焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備を提供する。
【００１０】
上記第１の観点の設備において、前記焼結機の少なくとも最終の風箱を除いた部分に設けられたフードを有し、前記排気ダクトは、前記フードに接続されている構成をとることができる。また、前記フードは、前記焼結機の後半部分に設けることができ、その場合に、前記フードは、前記パレットの進行方向に沿って移動可能であることが好ましい。また、前記フードは、焼結機の前半部分に設けられることができる。
【００１１】
本発明の第２の観点では、無端移動式のパレット上に焼結原料を装入し、焼結原料に点火した後、前記パレットを移動させながらパレットに沿って複数配置された風箱を介して焼結原料に空気を供給することにより焼結原料中の炭材を燃焼させてその燃焼熱で焼結させ焼結鉱を製造する焼結機と、無端移動式のパレット上に焼結機で焼結されて粉砕された焼結鉱を装入し、前記パレットを移動させながら焼結鉱に冷却空気を供給して焼結鉱を冷却させる焼結鉱冷却装置とを有する焼結機システムにおいて、焼結鉱冷却装置の前半部分の高温の排ガスから廃熱を回収する、焼結鉱冷却装置の廃熱回収方法であって、前記焼結鉱冷却装置の前半部分から発生した高温の排ガスを排気ダクトに導き、排気ダクトに設けられたボイラにより導かれた排ガスの廃熱を蒸気として回収し、廃熱が回収された後の排ガスを前記焼結機の少なくとも最終の風箱を除いた部分に供給することを特徴とする焼結鉱冷却装置の廃熱回収方法を提供する。
【００１２】
上記第２の観点の方法において、前記廃熱が回収された後の排ガスを前記焼結機の後半部分に供給するようにすることができる。この場合に、前記排ガスの供給範囲を可変とすることが好ましい。また、前記廃熱が回収された後の排ガスを前記焼結機の前半部分に供給するようにすることができる。
【００１３】
本発明の第３の観点では、無端移動式のパレット上に焼結原料を装入し、焼結原料に点火した後、前記パレットを移動させながらパレットに沿って複数配置された風箱を介して焼結原料に空気を供給することにより焼結原料中の炭材を燃焼させてその燃焼熱で焼結させ焼結鉱を製造する焼結機と、無端移動式のパレット上に焼結機で焼結されて粉砕された焼結鉱を装入し、前記パレットを移動させながら焼結鉱に冷却空気を供給して焼結鉱を冷却させる焼結鉱冷却装置と、焼結鉱冷却装置の前半部分の高温の排ガスから廃熱を回収する、焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備とを有する焼結機システムであって、前記廃熱回収設備は、前記焼結鉱冷却装置の前半部分から発生した高温の排ガスが導かれる排気ダクトと、前記排気ダクトに設けられ、排ガスの廃熱を蒸気として回収するボイラと、前記焼結鉱冷却装置の前半部分から発生した高温の排ガスを前記排気ダクトに吸引するファンとを有し、前記排気ダクトは廃熱回収後の排ガスを前記焼結機の少なくとも最終の風箱を除いた部分に供給し、前記焼結機システムは、前記焼結機の後半部分における排ガスからボイラにより廃熱を回収する焼結機廃熱回収設備をさらに有することを特徴とする焼結機システムを提供する。
【００１４】
上記第３の観点のシステムにおいて、前記焼結機の後半部分における排ガスからボイラにより廃熱を回収する焼結機廃熱回収設備をさらに有し、廃熱を回収した後の排ガスを、前記焼結機の主排ガスダクトに供給するようにすることができる。
【００１５】
上記第３の観点において、前記焼結機廃熱回収設備は、廃熱を回収した後の排ガスを、前記焼結機の前半部分に燃焼ガスとして供給するようにしてもよいし、前記焼結機の前半部分に供給するようにしてもよい。また、前記焼結機廃熱回収設備の前記ボイラへの給水温度を、前記焼結機の排ガスの酸露点以上とすることが好ましい。この場合に、前記焼結機廃熱回収設備の前記ボイラは、蒸発器を有し、節炭器および過熱器は設置されないことが好ましい。また、前記焼結機廃熱回収設備の前記ボイラと、前記廃熱回収設備の前記ボイラとは、共通の蒸気ドラムと共通の循環ポンプを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、焼結鉱冷却装置の前半部分における排ガスの廃熱をボイラにより蒸気として回収した後、その排ガスを焼結機の少なくとも最終の風箱を除いた部分に供給するので、焼結機に供給された排ガスを、焼結機排ガスの温度上昇、または焼結原料中の炭材の燃焼空気への顕熱の付与等に有効に利用することができるとともに、焼結鉱冷却装置の設備を高価なものとすることなく焼結鉱冷却装置の冷却能力の低下を抑制することができる。また、廃熱回収後の排ガスは焼結機の集塵装置で集塵されるので、廃熱回収設備自体に高価な集塵装置を付加する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る焼結機システムを示す概略構成図である。
【図２】図１の焼結機システムに用いた廃熱回収設備のボイラの構造を説明するための模式図である。
【図３】焼結機におけるウインドボックスの温度パターンのイメージについて、廃熱回収後の排ガスを供給しない場合（Ａ）、焼結機の後半部分の最終ウインドボックスを含めた範囲に廃熱回収後の排ガスを供給する場合（Ｂ）、焼結機の後半部分の最終ウインドボックスを除いた範囲に廃熱回収後の排ガスを供給する場合（Ｃ）を比較して示す図である。
【図４】焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備のフードをパレットの進行方向に移動可能にした例を示す図である。
【図５】焼結機廃熱回収設備のボイラの構造を説明するための模式図である。
【図６】焼結機廃熱回収設備における焼結機の廃熱を回収するウインドボックスの範囲を調整する他の方式を説明するための概略構成図である。
【図７】焼結機廃熱回収設備における焼結機の廃熱を回収するウインドボックスの範囲を調整せずに、ボイラ出口の排ガス温度を管理する例を示す概略構成図である。
【図８】焼結機廃熱回収設備の排気ダクトを焼結機の前半部分に設けたフードに接続した例を示す概略構成図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る焼結機システムを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る焼結機システムを示す概略構成図である。
【００１９】
焼結機システム１は、焼結原料を焼結する焼結機２と、焼結機２で製造された焼結鉱を冷却する焼結鉱冷却装置３と、焼結鉱冷却装置３の前半部分から排出される排ガスの熱を回収する廃熱回収設備４と、焼結機２の後段における排ガスの熱を回収する焼結機廃熱回収設備５とを有する。
【００２０】
焼結機２は、下方吸引式無端移動型のものであり、無端移動式のパレット１１を有しており、そのパレット１１上に、装入システム（図示せず）により焼結原料が装入され、焼結原料層１３が形成されるようになっている。焼結原料としては、粉鉄鉱石に、ＣａＯやＳｉＯ２等を含む副原料、炭材等を混合・造粒して得られた擬似粒子を用いる。
【００２１】
パレット１１の移動経路の上方には点火炉１２が設けられており、パレット１１上の焼結原料（擬似粒子）がその点火炉１２を通過する際に点火されて原料層１３の焼結が開始される。
【００２２】
パレット１１の直下には、パレット１１の進行方向に沿って、複数のウインドボックス（風箱）１５が配列されており、各ウインドボックス１５にはダクト１６が接続されている。これにより、焼結原料層１３の上方の空気がウインドボックス１５およびダクト１６により焼結原料層１３を通過して吸引され、吸引された空気により炭材が燃焼し、その燃焼熱により焼結原料が焼結される。
【００２３】
ダクト１６は、水平に配置された主排ガスダクト１７に接続されている。主排ガスダクト１７には、集塵装置１８、排風機１９、煙突２０が設けられており、排風機１９により焼結原料層１３の上方から吸引されたダストを含む空気が、ウインドボックス１５、ダクト１６を経て主排ガスダクト１７に吸引されて集塵装置１８に至り、ダストを取り除かれた排ガスが煙突２０から排出される。
【００２４】
パレット１１の出口側には、クラッシャー２１が設けられており、このクラッシャー２１によりパレット１１から落下した焼結鉱を粉砕する。クラッシャー２１の下方には粉砕された焼結鉱のうち微粉をカットするスクリーン２２が設けられており、スクリーン２２上に残存した焼結鉱が焼結鉱冷却装置３に供給される。
【００２５】
クラッシャー２１には、排ガスダクト２３が接続されている。排ガスダクト２３には、集塵装置２４、排風機２５、煙突２６が設けられており、排風機２５により、クラッシャー２５内からの排ガスが排ガスダクト２３に吸引されて集塵装置２４に至り、ダストを取り除かれた排ガスが煙突２６から排出される。
【００２６】
上記焼結鉱冷却装置３は、無端移動式のパレット３１を有しており、そのパレット１１上に、焼結機２からの粉砕された焼結鉱３３がシュート３２により装入され焼結鉱３３の層が形成されるようになっている。
【００２７】
パレット３１の直下には、パレット３１の進行方向に沿って、複数のウインドボックス（風箱）３５が配列されており、各ウインドボックス３５には送風ダクト３６が接続されている。そして、送風ダクト３６には冷却ファン３７が接続されており、冷却ファン３７から送風ダクト３６およびウインドボックス３５を介してパレット３１上の焼結鉱３３に冷却空気が送られ、焼結鉱３３が冷却されるようになっている。そして、パレット３１の出口側にはコンベア（図示せず）が設けられており、１００℃以下程度まで冷却された焼結鉱がパレット３１からコンベアへ排出され、高炉へ搬送される。
【００２８】
上記廃熱回収設備４は、焼結機２から排出された６００〜７００℃という高温の焼結鉱３３に、焼結鉱冷却装置３において冷却のための空気を供給した際に発生する高温の排ガスから廃熱を回収するためのものであり、焼結鉱冷却装置３の前半部分におけるパレット３１移動経路の上方に設けられたフード４１と、焼結機２のパレット１１の移動経路上方であって、複数のウインドボックス（風箱）１５のうち少なくとも最終のものを除いたものに対応する部分に設けられたフード４２と、高温の焼結鉱３３に冷却ファン３７から空気が供給されることにより生成され、フード４１に集められた排ガスを排出するとともに、その排ガスをフード４２に供給する排気ダクト４３と、排気ダクト４３に設けられた簡易除塵器４４と、排気ダクト４３の簡易除塵器４４の下流側に設けられ、簡易除塵器４４で簡易除塵された排ガスの廃熱を回収するボイラ４５と、排気ダクト４３のボイラ４５の下流側に設けられ、排ガスをフード４１側からフード４２側へ導くファン４６とを有している。
【００２９】
図１の例では、フード４２は、焼結機の後段部分であって、複数のウインドボックス（風箱）１５のうち最終のものを除くものに対応する位置に設けられている。具体的には、最後から２番目のウインドボックスから５個分に対応する位置にフード４２が設けられているが、これに限定されるものではない。なお、フード４２は、ウインドボックス１５の個数の３分の１程度の個数分に対応する位置に設けられていることが好ましい。
【００３０】
ボイラ４５は、図２に示すように、排気ダクト４３からの高温の排ガスが供給される本体６１を有し、本体６１内には、いずれも伝熱管で構成された過熱器６２、蒸発器６３、節炭器６４が設けられている。蒸発器６３には蒸気ドラム６５内の水がポンプ６６により循環されるようになっている。そして、本体６１内を流れる高温の排ガスにより蒸発器６３内の水が蒸気に変換され蒸気ドラム６５に返戻される。すなわち、排ガスの廃熱が蒸気として回収され、回収された蒸気が蒸気タービンに供されて発電等に利用される。過熱器６２は、蒸気ドラム６５内の蒸気を加熱して過熱蒸気にするものであり、節炭器６４は、蒸気ドラム６５に供給する水を本体６１内の熱流により加熱するためのものである。
【００３１】
上記焼結機廃熱回収設備５は、主排ガスダクト１７に接続された排気ダクト５１と、排気ダクト５１に設けられた簡易除塵器５２と、排気ダクト５１の簡易除塵器５２の下流側に設けられ、簡易除塵器５２で簡易除塵された排ガスの廃熱を回収するボイラ５３と、排気ダクト５１の下流側に設けられたファン５４とを有している。排気ダクト５１は、主排ガスダクト１７における最終のウインドボックスに対応する位置に吸引端が接続され、主排ガスダクト１７のボイラ５３のパレット１１進行方向下流側に排出端が接続されている。そして、焼結機２の後半部分の所定の範囲のウインドボックス１５に接続されたダクト１６を介して廃熱を回収する。
【００３２】
この焼結機廃熱回収設備５では、ファン５４により、焼結原料層１３の後段側からウインドボックス１５、ダクト１６、主排ガスダクト１７、および排気ダクト５１を介して、ボイラ５３に高温の排ガスを供給する。ボイラ５３では、排ガスの廃熱が蒸気として回収される。蒸気は蒸気タービンに供され、発電等に利用される。ボイラ５３で廃熱が回収された後の排ガスは、主排ガスダクト１７へ供給され、集塵装置１８でダストを取り除かれた後、煙突２０から排出される。
【００３３】
ボイラ５３は、ボイラ４５と同様に構成されていてもよいが、後述するように蒸発器のみを有しているほうが好ましい。
【００３４】
以上のように構成された焼結機システム１においては、循環移動するパレット１１上に焼結原料を装入し焼結原料層１３を形成し、点火炉１２にて焼結原料層１３中の炭材に点火し、焼結原料層１３の上方から、排風機１９により空気を吸引しつつ炭材を燃焼させて、その際の燃焼熱によって焼結原料を焼結する。そして、得られた焼結鉱をクラッシャー２１で粉砕し、焼結鉱冷却装置３に供給する。
【００３５】
焼結鉱冷却装置３のパレット３１上に供給された焼結鉱３３は、６００〜７００℃という高温であるから、冷却ファン３７により送風ダクト３６、ウインドボックス３５を介して空気を供給することにより焼結鉱３３を冷却し、冷却された焼結鉱３３をコンベアに排出して高炉へ搬送する。
【００３６】
一方、焼結鉱冷却装置３の前半部分では、焼結鉱３３は６００〜７００℃という高温であるため、これに冷却のための空気を供給すると高温の排ガスが発生する。このため、廃熱回収設備４により焼結鉱３３を冷却した後の高温の排ガスから廃熱を回収する。廃熱回収設備４ではフード４１に接続された排気ダクト４３を介してボイラ４５に高温の排ガスを供給する。ボイラ４５では、高温の廃熱により蒸発器６３に流れる水が蒸気とされ、排ガスの廃熱が蒸気として回収される。この蒸気は、蒸気タービンに供されて発電等に利用される。
【００３７】
ボイラ４５には、４００℃程度の排ガスが供給され、廃熱が回収された後の排ガスは、１５０℃以上、典型的には２００℃程度である。このようにボイラ４５により廃熱を回収された後の排ガスも未だ高温であるため、これを有効利用することが求められる。ただし、この際に、焼結鉱冷却装置の設備を高価なものとすることなく、かつ焼結鉱冷却装置の冷却能力を低下させないことが要求される。また、ボイラ４５から排出された排ガスはダストを含んでおり、これを大気中に放出しようとすると排ガス中のダスト濃度を排出基準以下にするため、高性能で高価な集塵装置が必要となる。
【００３８】
そこで、これらを一気に解決する手法として、本実施形態では、廃熱回収設備４において、排気ダクト４３をフード４２に接続し、焼結鉱冷却装置３から排出された高温の排ガスをボイラ４５により熱回収するとともに、焼結機２の熱回収後の排ガスを複数のウインドボックス（風箱）１５のうち後段部分でかつ少なくとも最終のものを除いたものに対応する部分に供給するようにした。
【００３９】
すなわち、ボイラ４５により熱回収した後の１５０℃以上、典型的には２００℃の排ガスを焼結機２の後半部分に供給することにより、焼結機２において高温排ガスの領域が増加し、排ガス温度も上昇するので、焼結機２において有効な廃熱回収量を増加させることができ、焼結鉱冷却装置３の廃熱回収設備４で熱回収した後の排ガスを有効利用することができるが、最終のウインドボックスまで高温の排ガスを供給する場合には、温度の高い焼結鉱３３が焼結鉱冷却装置３に供給されることとなり、焼結鉱冷却装置３の冷却能力が低下してしまう。このため、少なくとも最終のウインドボックスを除いた部分に排ガスを供給するようにして、焼結機２での熱回収量を増加させつつ焼結鉱冷却装置３の冷却能力を低下させないようにした。また、廃熱回収後の排ガスは焼結機２の集塵装置２４で集塵されるので、廃熱回収設備４自体に高価な集塵装置を付加する必要がなくなる。
【００４０】
一方、焼結機２においては、後段に配置された焼結機廃熱回収設備５により排ガスの廃熱回収が行われる。この焼結機廃熱回収設備５では、ファン５４により主排ガスダクト１７の後端から排気ダクト５１を介してボイラ５３に高温の排ガスを供給する。ボイラ５３では、廃熱回収設備４のボイラ４５と同様、排ガスの廃熱が蒸気として回収され、その蒸気が蒸気タービンに供されて発電等に利用される。ボイラ５３で廃熱が回収された後の排ガスは、主排ガスダクト１７の下流側へ供給され、集塵装置１８でダストを取り除かれた後、煙突２０から排出される。
【００４１】
このように焼結機２の後半部分から排出される高温の排ガスが循環して廃熱回収されることにより、排ガス温度が低下するため、焼結鉱冷却装置３から熱回収した後の排ガスを焼結機２に戻さない場合には、このような温度が低下した排ガスにより主排ガス温度がより低下する可能性がある。焼結機主排ガス中にはＳＯｘが含まれており、温度低下により主排ガス温度が酸露点以下に低下して主排ガスダクト１７、集塵装置１８、ファン１９が低温腐食しないように熱回収量を調整・制限する必要があり、運転状況によっては低温腐食が発生してしまう。
【００４２】
これに対し、本実施形態では、焼結機２の後半部分において、焼結鉱冷却装置３の廃熱回収設備４からの１５０℃以上の排ガスが供給されて、焼結機２からの排ガスの高温となる領域が広がるので、廃熱回収後の焼結機２の主排ガス温度が酸露点以下に低下することを防止することができる。このため、主排ガスダクト１７や集塵器１８等の腐食を生じさせることなく焼結機２の廃熱を回収することができる。
【００４３】
図３に、焼結機２におけるウインドボックスおよび焼結鉱冷却装置３の温度パターンのイメージについて、廃熱回収後の排ガスを供給しない場合（Ａ）、焼結機２の後半部分の最終ウインドボックスを含めた範囲に廃熱回収後の排ガスを供給する場合（Ｂ）、焼結機の後半部分の最終ウインドボックスを除いた範囲に廃熱回収後の排ガスを供給する場合（Ｃ）を比較して示す。なお、図３の（ａ）は焼結機２におけるウインドボックスの温度パターンを示し、（ｂ）は焼結鉱冷却装置３の温度パターンを示す。図３に示すように、廃熱回収後の排ガスを供給しない場合（Ａ）には、焼結機２の後段部分の排ガス温度が低いため、焼結機２の排ガスの廃熱回収を行うことにより焼結機２の主排ガス温度が酸露点以下になるおそれがある。一方、焼結機２の後半部分の最終ウインドボックスを含めた範囲に廃熱回収後の排ガスを供給する場合（Ｂ）には、焼結機２の後段部分の排ガス温度が高いため、廃熱回収後の焼結機２の主排ガス温度が酸露点以下になるおそれはないが、温度の高い焼結鉱が焼結鉱冷却装置３に供給されて焼結鉱冷却装置３の冷却能力が低下するおそれがある。これに対して、焼結機の後半部分の最終ウインドボックスを除いた範囲に廃熱回収後の排ガスを供給する場合（Ｃ）には、焼結機２の後段部分の排ガス温度が高く維持されるが、最終ウインドボックスに対応する部分の温度が低下して焼結鉱冷却装置３に供給される焼結鉱の温度が（Ｂ）の場合よりも低下するため、焼結鉱冷却装置３の冷却能力を低下させずに、廃熱回収後の焼結機２の主排ガス温度が酸露点以下になることを防止することができる。
【００４４】
焼結機廃熱回収設備５における焼結機２の廃熱を回収するウインドボックス１５の範囲は、ファン５４を制御することにより調整することができる。すなわち、ファン５４の出力を大きくするほど排気ダクト５１側に吸引されるウインドボックス１５の範囲が広くなり、ファン５４の出力を小さくするほど排気ダクト５１側に吸引されるウインドボックス１５の範囲が狭くなるので、焼結機２の主排ガスの温度が酸露点以上になるようにファン５４の出力を調整すればよい。
【００４５】
また、フード４２を設ける範囲、つまり廃熱回収設備４からの排ガスの供給範囲は、廃熱回収後の焼結機２の主排ガス温度が酸露点以下に低下しないような範囲で、かつ、焼結機２から排鉱される焼結鉱の温度が適当な値となる範囲とすることが好ましい。少なくとも最終のウインドボックスを除いた範囲であればよいが、焼結鉱冷却装置３の冷却能力を十分なものとしたい場合には、最終のウインドボックスを含めて２以上のウインドボックスを除いてフード４２を設けるようにしてもよい。
【００４６】
さらに、図４に示すように、フード４２を、アクチュエータ７１によってパレット１１の進行方向に沿って移動可能な構造とし、廃熱回収設備４からの排ガスの供給範囲を変更可能とすることにより、焼結機２におけるウインドボックス温度パターンや排鉱温度、主排ガス温度を調整可能とすることもできる。これにより、焼結機の廃熱回収部位や回収ガス量は一定のままで、主排ガス温度を変化させることができ、主排ガス温度を管理することができる。
【００４７】
主排ガスダクト１７や集塵器１８等の腐食のみならず、ボイラ５３等の腐食をも防止する観点からは、ボイラ５３への給水温度を排ガス酸露点以上（略１１０℃以上）に確保することが好ましい。このためには、ボイラ５３に節炭器を設けないことが好ましい。ボイラは、通常、熱流蒸発器の他に、その上流側に過熱器、その下流側に節炭器を設置されているが、節炭器を設置しないことにより、蒸発器には高温の熱水が供給されるので、ボイラ５３への給水温度を排ガス酸露点温度以上とすることができ、ボイラ５３等の腐食を防止することができる。また、節炭器を設置しないことによりボイラ５３出口のガス温度を高温化することができ、主排ガス温度を酸露点温度以上とすることがより容易となる。ボイラ５３に節炭器を設置しても、給水温度が酸露点以上（略１１０℃以上）であればボイラ５３等の腐食は生じない。この場合、ボイラ５３出口の排ガス温度は、蒸発器での蒸発量との関係で決定され、実効的には２００℃近くにまでしか下がらない。
【００４８】
また、ボイラ５３には過熱器を設置しないことが好ましい。すなわち、ボイラ５３は、図５に示すように、本体８１内に蒸発器８２のみを設けることが好ましい。蒸発器８２には蒸気ドラム８３内の水がポンプ８４により循環され、本体８１内を流れる高温の排ガスにより蒸発器８２内の水が蒸気に変換され蒸気ドラム８３に返戻される。すなわち、排ガスの廃熱が蒸気として回収され、回収された蒸気が蒸気タービンに供されて発電等に利用される。
【００４９】
これにより設備がよりシンプル化するのみならず、焼結鉱冷却装置３側の廃熱回収設備４の給水量や過熱器供給量が増加し、ボイラ４５の排ガス温度を下げることができるので、焼結鉱冷却装置３側の廃熱回収設備４の廃熱回収量を増加させることができる。さらに、ボイラ４５の排ガス温度が低下することにより、焼結鉱冷却装置３の廃熱回収対象領域を増加させることができるので、より多くの熱回収が可能となる。
【００５０】
さらに、焼結鉱冷却装置３における廃熱回収設備４のボイラ４５と、焼結機２における焼結機廃熱回収設備５のボイラ５３とについて、蒸気ドラムを共通にするとともに、蒸発器へ水（蒸気）を強制的に循環させる循環ポンプも共通にすることが好ましい。これにより、設備をシンプルにすることができ、設備費削減、メンテナンスの容易化、制御の容易化を実現することができる。
【００５１】
なお、上述した例では、焼結機廃熱回収設備５における焼結機２の廃熱を回収するウインドボックス１５の範囲を、ファン５４を制御することにより調整するようにしたが、ファン５４を設ける代わりに、図６に示すように、主排ガスダクト１７の後段部分において、各ウインドボックス１５の間に対応する位置に複数の遮断弁７２を設置し、これらを切り替えることで廃熱回収領域を調整することもできる。
【００５２】
また、このように焼結機廃熱回収設備５における焼結機２の廃熱を回収するウインドボックス１５の範囲を調整するのではなく、図７に示すように、主排ガスダクト１７の廃熱回収境界近傍に一個の遮断弁７３を設置して、遮断弁７３よりも後段部分のダクト１６を廃熱回収域と非回収域とで切替可能にすることで、ボイラ５３出口の排ガス温度を管理するようにしてもよい。
【００５３】
上記例では、焼結機廃熱回収設備５の排気ダクト５１を主排ガスダクト１７に接続して、焼結機２で廃熱回収を行った後の排ガスを主排ガスダクト１７に流すようにしたが、図８に示すように、焼結機２の前半部分（点火炉１２の下流側）にフード８１を設け、このフード８１に焼結機廃熱回収設備５の排気ダクト５１に接続してもよい。このようにした場合でも、焼結機２の排ガス温度を上昇させることができ、主排ガス温度が酸露点以下に低下するおそれを減らすことができる。
【００５４】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
上記第１の実施形態では、廃熱回収設備４では、焼結鉱冷却装置３の前半部分の廃熱を回収した後、排ガスを複数のウインドボックス（風箱）１５のうち少なくとも最終のものを除いたものに対応する部分であって、焼結機２の後段部分にフード４２を設けた例を示したが、複数のウインドボックス（風箱）１５のうち少なくとも最終のものを除いた部分であれば、これに限定されず、本実施形態では、図９に示すように、焼結機２の前半部分にフード４２を設けて、廃熱回収設備４で廃熱を回収した後の排ガスを焼結機２の前半部分に供給して、焼結原料中の炭材の燃焼空気として有効利用することができる。
【００５５】
すなわち、廃熱回収設備４からの２００℃程度の排ガスの顕熱が燃焼空気に付与されることとなり、効率的な焼結を行うことができる。また、当然のことながら、本実施形態の場合にも第１の実施形態と同様、最終のウインドボックスの排ガス温度は上昇しないので、焼結鉱冷却装置３の冷却能力を低下させることはない。このように、本実施形態においても焼結鉱冷却装置の冷却能力を低下させることなく排出される排ガスの熱を有効に利用することができる。
【００５６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、焼結鉱冷却装置の廃熱を回収した後の排ガスを焼結機の後半部分または前半部分に供給する例を示したが、焼結機の少なくとも最終の風箱を除いた部分全体に供給してもよい。また、焼結機および焼結鉱冷却装置のパレットとして直線状に移動するものを用いたが、円形状に移動することで無端移動型としたものであってもよい。さらに、焼結鉱冷却装置において焼結鉱に冷却空気を送風するようにしたが、冷却空気を吸引するようにしてもよい。
【００５７】
また、本発明は、上記実施形態の構成要素を全て具備している必要はなく、本発明の範囲を逸脱しない限り、上記実施形態の構成要素を一部取り除いたものも本発明の範囲内である。
【符号の説明】
【００５８】
１；焼結機システム
２；焼結機
３；焼結鉱冷却装置
４；焼結鉱冷却装置の廃熱回収設備
５；焼結機廃熱回収設備
１１；パレット
１２；点火炉
１３；焼結原料層
１５；ウインドボックス
１６；ダクト
１７；主排ガスダクト
３１；パレット
３３；焼結鉱
３５；ウインドボックス
３６；送風ダクト
３７；冷却ファン
４１，４２；フード
４３；排気ダクト
４４；簡易除塵器
４５；ボイラ
４６；ファン
５１；排ガスダクト
５２；簡易除塵器
５３；ボイラ
【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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【図９】
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