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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023087778
(43)【公開日】2023-06-26
(54)【発明の名称】焼結鉱の製造方法および焼結機
(51)【国際特許分類】
C22B 1/20 20060101AFI20230619BHJP
F27B 21/08 20060101ALI20230619BHJP
【ＦＩ】
C22B1/20 L
F27B21/08 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021202254
(22)【出願日】2021-12-14
(71)【出願人】
【識別番号】000001258
【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100184859
【弁理士】
【氏名又は名称】磯村 哲朗
(74)【代理人】
【識別番号】100123386
【弁理士】
【氏名又は名称】熊坂 晃
(74)【代理人】
【識別番号】100196667
【弁理士】
【氏名又は名称】坂井 哲也
(74)【代理人】
【識別番号】100130834
【弁理士】
【氏名又は名称】森 和弘
(72)【発明者】
【氏名】福田 啓之
(72)【発明者】
【氏名】野島 佑介
(72)【発明者】
【氏名】岩瀬 一洋
【テーマコード（参考）】
4K001
【Ｆターム（参考）】
4K001AA10
4K001BA02
4K001CA40
4K001GA10
(57)【要約】
【課題】焼結機の幅方向において気体燃料の供給量を制御することで、焼結原料層における局所的な熱不足を解消し、焼結鉱の歩留の低下を抑制できる焼結鉱の製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】
焼結機の給鉱装置でパレットに鉄含有原料と凝結材とを含む焼結原料を装入して装入層を形成し、気体燃料供給装置からパレットの幅方向に異なる量の気体燃料を装入層に供給し、焼結原料を焼結して焼結ケーキとした後、破砕して焼結鉱とする焼結鉱の製造方法であって、気体燃料供給装置は、パレットの移動方向に複数の気体燃料吐出ノズルを有する気体燃料供給管と、整流板とを複数有し、気体燃料吐出ノズルは、気体燃料を装入層の上表面と平行な水平方向であって、幅方向に吐出するように設けられ、整流板の傾斜角度θは５°以上であり、かつ下記（１）式を満たす。
ｔａｎθ≦（Ｗ／２－Ｄ１）／Ｈ・・・（１）
【選択図】図３
【解決手段】
焼結機の給鉱装置でパレットに鉄含有原料と凝結材とを含む焼結原料を装入して装入層を形成し、気体燃料供給装置からパレットの幅方向に異なる量の気体燃料を装入層に供給し、焼結原料を焼結して焼結ケーキとした後、破砕して焼結鉱とする焼結鉱の製造方法であって、気体燃料供給装置は、パレットの移動方向に複数の気体燃料吐出ノズルを有する気体燃料供給管と、整流板とを複数有し、気体燃料吐出ノズルは、気体燃料を装入層の上表面と平行な水平方向であって、幅方向に吐出するように設けられ、整流板の傾斜角度θは５°以上であり、かつ下記（１）式を満たす。
ｔａｎθ≦（Ｗ／２－Ｄ１）／Ｈ・・・（１）
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
焼結機の給鉱装置で無端移動式のパレットに鉄含有原料と凝結材とを含む焼結原料を装入して装入層を形成し、
前記給鉱装置の下流側に設けられる点火炉で前記装入層の上表面の前記凝結材に点火し、
前記点火炉の下流側に設けられる気体燃料供給装置から前記パレットの幅方向に異なる量の気体燃料を前記装入層に供給し、
前記パレットの下方に設けられた風箱で前記装入層内の空気を吸引し、前記凝結材を燃焼させて前記焼結原料を焼結して焼結ケーキとした後、前記焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする、焼結鉱の製造方法であって、
前記気体燃料供給装置は、前記パレットの移動方向に複数の気体燃料吐出ノズルを有する気体燃料供給管と、整流板とを複数有し、
複数の前記気体燃料供給管は、前記幅方向において異なる位置に設けられ、
前記気体燃料吐出ノズルは、前記気体燃料を前記上表面と平行な水平方向であって、前記幅方向に吐出するように設けられ、
前記整流板は、前記気体燃料供給管から前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、
前記整流板の傾斜角度θは５°以上であって下記（１）式を満たし、かつ前記整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、焼結鉱の製造方法。
ｔａｎθ≦（Ｗ／２－Ｄ１）／Ｈ・・・（１）
（１）式において、θは前記上表面の垂線に対して前記整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記整流板の傾斜角度（°）であり、Ｗは前記幅方向に隣合う前記気体燃料供給管間の距離（ｍ）であり、Ｄ１は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記整流板との距離（ｍ）であり、Ｈは前記気体燃料供給管から前記上表面までの距離（ｍ）である。
前記給鉱装置の下流側に設けられる点火炉で前記装入層の上表面の前記凝結材に点火し、
前記点火炉の下流側に設けられる気体燃料供給装置から前記パレットの幅方向に異なる量の気体燃料を前記装入層に供給し、
前記パレットの下方に設けられた風箱で前記装入層内の空気を吸引し、前記凝結材を燃焼させて前記焼結原料を焼結して焼結ケーキとした後、前記焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする、焼結鉱の製造方法であって、
前記気体燃料供給装置は、前記パレットの移動方向に複数の気体燃料吐出ノズルを有する気体燃料供給管と、整流板とを複数有し、
複数の前記気体燃料供給管は、前記幅方向において異なる位置に設けられ、
前記気体燃料吐出ノズルは、前記気体燃料を前記上表面と平行な水平方向であって、前記幅方向に吐出するように設けられ、
前記整流板は、前記気体燃料供給管から前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、
前記整流板の傾斜角度θは５°以上であって下記（１）式を満たし、かつ前記整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、焼結鉱の製造方法。
ｔａｎθ≦（Ｗ／２－Ｄ１）／Ｈ・・・（１）
（１）式において、θは前記上表面の垂線に対して前記整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記整流板の傾斜角度（°）であり、Ｗは前記幅方向に隣合う前記気体燃料供給管間の距離（ｍ）であり、Ｄ１は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記整流板との距離（ｍ）であり、Ｈは前記気体燃料供給管から前記上表面までの距離（ｍ）である。
【請求項2】
前記気体燃料供給装置は、前記気体燃料供給管を囲むように設けられた筒状のフードと、前記フードの下端に設けられ前記フードの内側に突出する長さが２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の漏洩防止板と、前記フードと前記気体燃料供給管との間に設けられる端部整流板と、をさらに有し、
前記端部整流板は、前記気体燃料供給管から前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、
前記端部整流板の傾斜角度φは、５°以上３０°以下であって下記（２）式を満たし、かつ前記端部整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
（Ｌ－Ｄ２－Ｂ）／（Ｈ－Ｓ）≦ｔａｎφ・・・（２）
（２）式において、φは前記上表面の垂線に対して前記端部整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記端部整流板の傾斜角度（°）であり、Ｌは前記フードと前記気体燃料供給管との距離（ｍ）であり、Ｄ２は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記端部整流板との距離（ｍ）であり、Ｂは前記漏洩防止板の前記長さ（ｍ）であり、Ｓは前記漏洩防止板と前記上表面との距離（ｍ）である。
前記端部整流板は、前記気体燃料供給管から前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、
前記端部整流板の傾斜角度φは、５°以上３０°以下であって下記（２）式を満たし、かつ前記端部整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
（Ｌ－Ｄ２－Ｂ）／（Ｈ－Ｓ）≦ｔａｎφ・・・（２）
（２）式において、φは前記上表面の垂線に対して前記端部整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記端部整流板の傾斜角度（°）であり、Ｌは前記フードと前記気体燃料供給管との距離（ｍ）であり、Ｄ２は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記端部整流板との距離（ｍ）であり、Ｂは前記漏洩防止板の前記長さ（ｍ）であり、Ｓは前記漏洩防止板と前記上表面との距離（ｍ）である。
【請求項3】
前記装入層の前記幅方向の両端部への気体燃料の供給量を前記幅方向の全体の平均気体燃料供給量よりも増加させる、請求項１または請求項２に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項4】
焼結時の熱量が不足している前記幅方向における前記装入層の位置を特定し、前記位置への気体燃料の供給量を前記幅方向の全体の平均気体燃料供給量よりも増加させる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項5】
鉄含有原料と凝結材とを含む焼結原料を供給する給鉱装置と、
前記焼結原料が装入されて装入層が形成される無端移動式のパレットと、
前記給鉱装置の下流側に設けられ、前記装入層の上表面の凝結材に点火する点火炉と、
前記点火炉の下流側に設けられ、前記パレットの幅方向に異なる量の気体燃料を前記装入層に供給する気体燃料供給装置と、
前記パレットの下方に設けられ前記装入層内の空気を吸引する風箱と、
を有する焼結機であって、
前記気体燃料供給装置は、前記パレットの移動方向に複数の気体燃料吐出ノズルを有する気体燃料供給管と、整流板とを複数有し、
複数の前記気体燃料供給管は、前記幅方向において異なる位置に設けられ、
前記気体燃料吐出ノズルは、前記気体燃料を前記上表面と平行な水平方向であって、前記幅方向に吐出するように設けられ、
前記整流板は、前記気体燃料吐出ノズルから前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、
前記整流板の傾斜角度θは５°以上であって下記（１）式を満たし、かつ前記整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、焼結機。
ｔａｎθ≦（Ｗ／２－Ｄ１）／Ｈ・・・（１）
（１）式において、θは前記上表面の垂線に対して前記整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記整流板の傾斜角度（°）であり、Ｗは前記幅方向に隣合う前記気体燃料供給管間の距離（ｍ）であり、Ｄ１は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記整流板との距離（ｍ）であり、Ｈは前記気体燃料供給管から前記上表面までの距離（ｍ）である。
前記焼結原料が装入されて装入層が形成される無端移動式のパレットと、
前記給鉱装置の下流側に設けられ、前記装入層の上表面の凝結材に点火する点火炉と、
前記点火炉の下流側に設けられ、前記パレットの幅方向に異なる量の気体燃料を前記装入層に供給する気体燃料供給装置と、
前記パレットの下方に設けられ前記装入層内の空気を吸引する風箱と、
を有する焼結機であって、
前記気体燃料供給装置は、前記パレットの移動方向に複数の気体燃料吐出ノズルを有する気体燃料供給管と、整流板とを複数有し、
複数の前記気体燃料供給管は、前記幅方向において異なる位置に設けられ、
前記気体燃料吐出ノズルは、前記気体燃料を前記上表面と平行な水平方向であって、前記幅方向に吐出するように設けられ、
前記整流板は、前記気体燃料吐出ノズルから前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、
前記整流板の傾斜角度θは５°以上であって下記（１）式を満たし、かつ前記整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、焼結機。
ｔａｎθ≦（Ｗ／２－Ｄ１）／Ｈ・・・（１）
（１）式において、θは前記上表面の垂線に対して前記整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記整流板の傾斜角度（°）であり、Ｗは前記幅方向に隣合う前記気体燃料供給管間の距離（ｍ）であり、Ｄ１は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記整流板との距離（ｍ）であり、Ｈは前記気体燃料供給管から前記上表面までの距離（ｍ）である。
【請求項6】
前記気体燃料供給装置は、前記気体燃料供給管を囲むように設けられた筒状のフードと、前記フードの下端に設けられ前記フードの内側に突出する長さが２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の漏洩防止板と、前記フードと前記気体燃料供給管との間に設けられる端部整流板と、をさらに有し、
前記端部整流板は、前記気体燃料供給管から前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、
端部整流板の傾斜角度φは５°以上３０°以下であって下記（２）式を満たし、かつ前記端部整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、請求項５に記載の焼結機。
（Ｌ－Ｄ２－Ｂ）／（Ｈ－Ｓ）≦ｔａｎφ・・・（２）
（２）式において、φは前記上表面の垂線に対して前記端部整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記端部整流板の傾斜角度（°）であり、Ｌは前記フードと前記気体燃料供給管との距離（ｍ）であり、Ｄ２は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記端部整流板との距離（ｍ）であり、Ｂは前記漏洩防止板の前記長さ（ｍ）であり、Ｓは前記漏洩防止板と前記上表面との距離（ｍ）である。
前記端部整流板は、前記気体燃料供給管から前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、
端部整流板の傾斜角度φは５°以上３０°以下であって下記（２）式を満たし、かつ前記端部整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、請求項５に記載の焼結機。
（Ｌ－Ｄ２－Ｂ）／（Ｈ－Ｓ）≦ｔａｎφ・・・（２）
（２）式において、φは前記上表面の垂線に対して前記端部整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記端部整流板の傾斜角度（°）であり、Ｌは前記フードと前記気体燃料供給管との距離（ｍ）であり、Ｄ２は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記端部整流板との距離（ｍ）であり、Ｂは前記漏洩防止板の前記長さ（ｍ）であり、Ｓは前記漏洩防止板と前記上表面との距離（ｍ）である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高炉原料である焼結鉱の製造方法および焼結機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、焼結鉱が製造される焼結機においては、焼結原料を無端移動式のパレットに装入し、当該パレットに装入して形成された焼結原料層（装入層）への点火及び気体燃料の吹き込み（供給）を行い、焼結原料を焼結することで焼結鉱の元となる焼結ケーキを製造している。
【0003】
特許文献１には、焼結原料層への気体燃料の供給について、パレット上の焼結原料層への点火を行う点火炉の下流側において、焼結原料層の表面から吸引される気体燃料を焼結機の幅方向で均一に供給する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第４７３５６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ここで、特許文献１に開示された気体燃料の供給方法では、焼結原料層に対して、焼結機の幅方向で均一に気体燃料を吹き込むことを目的とした設計思想となっている。このため、燃料ガス配管から水平方向にガスを吐出し、焼結機の幅方向で気体燃料が均一に拡散した後、焼結原料層に吸引される構成となっている。さらに、安全上の観点から、燃料ガス配管から供給される気体燃料について、吹き消え現象が起こる程の流速で噴出させることがあり、この場合、燃料ガス配管の周囲の気流の流速の方が大きいため、焼結原料層の表面に到達する前に、気体燃料が幅方向の広範囲に拡散することとなる。そのため、焼結原料層の中で部分的に熱不足となった箇所に対し、意図的に気体燃料の供給を強化することができず、成品の歩留が低下するという問題がある。
【0006】
本発明は、かかる事情を鑑みてなされたもので、焼結機の幅方向における気体燃料の供給量の調整を可能とすることで、装入層における局所的な熱不足を解消し、焼結鉱の歩留の低下を抑制できる焼結鉱の製造方法および焼結機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】
【0007】
上記課題を解決する本発明の要旨構成は以下のとおりである。
［１］焼結機の給鉱装置で無端移動式のパレットに鉄含有原料と凝結材とを含む焼結原料を装入して装入層を形成し、前記給鉱装置の下流側に設けられる点火炉で前記装入層の上表面の前記凝結材に点火し、前記点火炉の下流側に設けられる気体燃料供給装置から前記パレットの幅方向に異なる量の気体燃料を前記装入層に供給し、前記パレットの下方に設けられた風箱で前記装入層内の空気を吸引し、前記凝結材を燃焼させて前記焼結原料を焼結して焼結ケーキとした後、前記焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする、焼結鉱の製造方法であって、前記気体燃料供給装置は、前記パレットの移動方向に複数の気体燃料吐出ノズルを有する気体燃料供給管と、整流板とを複数有し、複数の前記気体燃料供給管は、前記幅方向において異なる位置に設けられ、前記気体燃料吐出ノズルは、前記気体燃料を前記上表面と平行な水平方向であって、前記幅方向に吐出するように設けられ、前記整流板は、前記気体燃料供給管から前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、前記整流板の傾斜角度θは５°以上であって下記（１）式を満たし、かつ前記整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、焼結鉱の製造方法。
ｔａｎθ≦（Ｗ／２－Ｄ１）／Ｈ・・・（１）
（１）式において、θは前記上表面の垂線に対して前記整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記整流板の傾斜角度（°）であり、Ｗは前記幅方向に隣合う前記気体燃料供給管間の距離（ｍ）であり、Ｄ１は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記整流板との距離（ｍ）であり、Ｈは前記気体燃料供給管から前記上表面までの距離（ｍ）である。
［２］前記気体燃料供給装置は、前記気体燃料供給管を囲むように設けられた筒状のフードと、前記フードの下端に設けられ前記フードの内側に突出する長さが２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の漏洩防止板と、前記フードと前記気体燃料供給管との間に設けられる端部整流板と、をさらに有し、前記端部整流板は、前記気体燃料供給管から前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、前記端部整流板の傾斜角度φは、５°以上３０°以下であって下記（２）式を満たし、かつ前記端部整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
（Ｌ－Ｄ２－Ｂ）／（Ｈ－Ｓ）≦ｔａｎφ・・・（２）
（２）式において、φは前記上表面の垂線に対して前記端部整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記端部整流板の傾斜角度（°）であり、Ｌは前記フードと前記気体燃料供給管との距離（ｍ）であり、Ｄ２は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記端部整流板との距離（ｍ）であり、Ｂは前記漏洩防止板の前記長さ（ｍ）であり、Ｓは前記漏洩防止板と前記上表面との距離（ｍ）である。
［３］前記装入層の前記幅方向の両端部への気体燃料の供給量を前記幅方向の全体の平均気体燃料供給量よりも増加させる、［１］または［２］に記載の焼結鉱の製造方法。
［４］焼結時の熱量が不足している前記幅方向における前記装入層の位置を特定し、前記位置への気体燃料の供給量を前記幅方向の全体の平均気体燃料供給量よりも増加させる、［１］から［３］のいずれか一つに記載の焼結鉱の製造方法。
［５］鉄含有原料と凝結材とを含む焼結原料を供給する給鉱装置と、前記焼結原料が装入されて装入層が形成される無端移動式のパレットと、前記給鉱装置の下流側に設けられ、前記装入層の上表面の凝結材に点火する点火炉と、前記点火炉の下流側に設けられ、前記パレットの幅方向に異なる量の気体燃料を前記装入層に供給する気体燃料供給装置と、前記パレットの下方に設けられ前記装入層内の空気を吸引する風箱と、を有する焼結機であって、前記気体燃料供給装置は、前記パレットの移動方向に複数の気体燃料吐出ノズルを有する気体燃料供給管と、整流板とを複数有し、複数の前記気体燃料供給管は、前記幅方向において異なる位置に設けられ、前記気体燃料吐出ノズルは、前記気体燃料を前記上表面と平行な水平方向であって、前記幅方向に吐出するように設けられ、前記整流板は、前記気体燃料吐出ノズルから前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、前記整流板の傾斜角度θは５°以上であって下記（１）式を満たし、かつ前記整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、焼結機。
ｔａｎθ≦（Ｗ／２－Ｄ１）／Ｈ・・・（１）
（１）式において、θは前記上表面の垂線に対して前記整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記整流板の傾斜角度（°）であり、Ｗは前記幅方向に隣合う前記気体燃料供給管間の距離（ｍ）であり、Ｄ１は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記整流板との距離（ｍ）であり、Ｈは前記気体燃料供給管から前記上表面までの距離（ｍ）である。
［６］前記気体燃料供給装置は、前記気体燃料供給管を囲むように設けられた筒状のフードと、前記フードの下端に設けられ前記フードの内側に突出する長さが２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の漏洩防止板と、前記フードと前記気体燃料供給管との間に設けられる端部整流板と、をさらに有し、前記端部整流板は、前記気体燃料供給管から前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、端部整流板の傾斜角度φは５°以上３０°以下であって下記（２）式を満たし、かつ前記端部整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、請求項５に記載の焼結機。
（Ｌ－Ｄ２－Ｂ）／（Ｈ－Ｓ）≦ｔａｎφ・・・（２）
（２）式において、φは前記上表面の垂線に対して前記端部整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記端部整流板の傾斜角度（°）であり、Ｌは前記フードと前記気体燃料供給管との距離（ｍ）であり、Ｄ２は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記端部整流板との距離（ｍ）であり、Ｂは前記漏洩防止板の前記長さ（ｍ）であり、Ｓは前記漏洩防止板と前記上表面との距離（ｍ）である。
［１］焼結機の給鉱装置で無端移動式のパレットに鉄含有原料と凝結材とを含む焼結原料を装入して装入層を形成し、前記給鉱装置の下流側に設けられる点火炉で前記装入層の上表面の前記凝結材に点火し、前記点火炉の下流側に設けられる気体燃料供給装置から前記パレットの幅方向に異なる量の気体燃料を前記装入層に供給し、前記パレットの下方に設けられた風箱で前記装入層内の空気を吸引し、前記凝結材を燃焼させて前記焼結原料を焼結して焼結ケーキとした後、前記焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする、焼結鉱の製造方法であって、前記気体燃料供給装置は、前記パレットの移動方向に複数の気体燃料吐出ノズルを有する気体燃料供給管と、整流板とを複数有し、複数の前記気体燃料供給管は、前記幅方向において異なる位置に設けられ、前記気体燃料吐出ノズルは、前記気体燃料を前記上表面と平行な水平方向であって、前記幅方向に吐出するように設けられ、前記整流板は、前記気体燃料供給管から前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、前記整流板の傾斜角度θは５°以上であって下記（１）式を満たし、かつ前記整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、焼結鉱の製造方法。
ｔａｎθ≦（Ｗ／２－Ｄ１）／Ｈ・・・（１）
（１）式において、θは前記上表面の垂線に対して前記整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記整流板の傾斜角度（°）であり、Ｗは前記幅方向に隣合う前記気体燃料供給管間の距離（ｍ）であり、Ｄ１は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記整流板との距離（ｍ）であり、Ｈは前記気体燃料供給管から前記上表面までの距離（ｍ）である。
［２］前記気体燃料供給装置は、前記気体燃料供給管を囲むように設けられた筒状のフードと、前記フードの下端に設けられ前記フードの内側に突出する長さが２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の漏洩防止板と、前記フードと前記気体燃料供給管との間に設けられる端部整流板と、をさらに有し、前記端部整流板は、前記気体燃料供給管から前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、前記端部整流板の傾斜角度φは、５°以上３０°以下であって下記（２）式を満たし、かつ前記端部整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
（Ｌ－Ｄ２－Ｂ）／（Ｈ－Ｓ）≦ｔａｎφ・・・（２）
（２）式において、φは前記上表面の垂線に対して前記端部整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記端部整流板の傾斜角度（°）であり、Ｌは前記フードと前記気体燃料供給管との距離（ｍ）であり、Ｄ２は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記端部整流板との距離（ｍ）であり、Ｂは前記漏洩防止板の前記長さ（ｍ）であり、Ｓは前記漏洩防止板と前記上表面との距離（ｍ）である。
［３］前記装入層の前記幅方向の両端部への気体燃料の供給量を前記幅方向の全体の平均気体燃料供給量よりも増加させる、［１］または［２］に記載の焼結鉱の製造方法。
［４］焼結時の熱量が不足している前記幅方向における前記装入層の位置を特定し、前記位置への気体燃料の供給量を前記幅方向の全体の平均気体燃料供給量よりも増加させる、［１］から［３］のいずれか一つに記載の焼結鉱の製造方法。
［５］鉄含有原料と凝結材とを含む焼結原料を供給する給鉱装置と、前記焼結原料が装入されて装入層が形成される無端移動式のパレットと、前記給鉱装置の下流側に設けられ、前記装入層の上表面の凝結材に点火する点火炉と、前記点火炉の下流側に設けられ、前記パレットの幅方向に異なる量の気体燃料を前記装入層に供給する気体燃料供給装置と、前記パレットの下方に設けられ前記装入層内の空気を吸引する風箱と、を有する焼結機であって、前記気体燃料供給装置は、前記パレットの移動方向に複数の気体燃料吐出ノズルを有する気体燃料供給管と、整流板とを複数有し、複数の前記気体燃料供給管は、前記幅方向において異なる位置に設けられ、前記気体燃料吐出ノズルは、前記気体燃料を前記上表面と平行な水平方向であって、前記幅方向に吐出するように設けられ、前記整流板は、前記気体燃料吐出ノズルから前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、前記整流板の傾斜角度θは５°以上であって下記（１）式を満たし、かつ前記整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、焼結機。
ｔａｎθ≦（Ｗ／２－Ｄ１）／Ｈ・・・（１）
（１）式において、θは前記上表面の垂線に対して前記整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記整流板の傾斜角度（°）であり、Ｗは前記幅方向に隣合う前記気体燃料供給管間の距離（ｍ）であり、Ｄ１は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記整流板との距離（ｍ）であり、Ｈは前記気体燃料供給管から前記上表面までの距離（ｍ）である。
［６］前記気体燃料供給装置は、前記気体燃料供給管を囲むように設けられた筒状のフードと、前記フードの下端に設けられ前記フードの内側に突出する長さが２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の漏洩防止板と、前記フードと前記気体燃料供給管との間に設けられる端部整流板と、をさらに有し、前記端部整流板は、前記気体燃料供給管から前記気体燃料の吐出方向に１５０ｍｍ以内の位置に設けられ、端部整流板の傾斜角度φは５°以上３０°以下であって下記（２）式を満たし、かつ前記端部整流板の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上である、請求項５に記載の焼結機。
（Ｌ－Ｄ２－Ｂ）／（Ｈ－Ｓ）≦ｔａｎφ・・・（２）
（２）式において、φは前記上表面の垂線に対して前記端部整流板の上端が前記気体燃料吐出ノズル側へ傾斜する方向を正とする前記端部整流板の傾斜角度（°）であり、Ｌは前記フードと前記気体燃料供給管との距離（ｍ）であり、Ｄ２は前記吐出方向における前記気体燃料供給管と前記端部整流板との距離（ｍ）であり、Ｂは前記漏洩防止板の前記長さ（ｍ）であり、Ｓは前記漏洩防止板と前記上表面との距離（ｍ）である。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、焼結機の幅方向における気体燃料の供給量の調整が可能となり、装入層において部分的に熱不足となる箇所が生じても、焼結機の幅方向において気体燃料の供給量を調整することで、装入層における局所的な熱不足を解消でき、焼結鉱の歩留の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】焼結鉱の製造装置の一例を示す模式図である。
【図2】気体燃料供給装置の断面模式図である。
【図3】気体燃料供給管及び整流板の配置構成を示す模式図である。
【図4】幅方向端部における気体燃料供給管及び端部整流板の配置構成を示す模式図である。
【図5】装入層の断面領域の歩留調査の結果を示す図である。
【図6】コークス比と装入層の収縮量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態を通じて本発明を説明する。図１は、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法が実施できる焼結鉱の製造装置１０の一例を示す模式図である。ヤード１１に保管された鉄含有原料１２は、搬送コンベア１４によって配合槽２２に搬送される。鉄含有原料１２は、種々の銘柄の鉄鉱石および製鉄所内発生ダストを含む。
【0011】
原料供給部２０は、複数の配合槽２２、２４、２５、２６、２８を備える。配合槽２２には、鉄含有原料１２が貯留される。配合槽２４には、石灰石や生石灰等を含むＣａＯ含有原料１６が貯留される。配合槽２５には、ドロマイトや精錬ニッケルスラグ等を含むＭｇＯ含有原料１７が貯留される。配合槽２６には、ロッドミルを用いて粒径１ｍｍ以下に破砕された粉コークスや無煙炭を含む凝結材１８が貯留される。配合槽２８には、焼結鉱の篩下となった粒径５ｍｍ以下の返鉱（焼結鉱篩下粉）が貯留される。
【0012】
原料供給部２０の配合槽２２～２８から、各原料が所定量切り出され、これらが配合されて焼結原料となる。焼結原料は、搬送コンベア３０によってドラムミキサー３６に搬送される。ＭｇＯ含有原料１７は、任意配合原料であって、焼結原料に配合されてもよく、配合されなくてもよい。
【0013】
ドラムミキサー３６に搬送された焼結原料は、適量の水３４が添加されてドラムミキサー３６に投入され、例えば、平均粒径３．０～６．０ｍｍの擬似粒子に造粒される。造粒された焼結原料は、搬送コンベア３８によって焼結機４０の給鉱装置４２に搬送される。ドラムミキサー３６は、焼結原料を造粒する造粒装置の一例であり、ドラムミキサー３６は複数あってもよく、ドラムミキサー３６に代えてペレタイザー造粒機を用いてもよい。また、ドラムミキサー３６及びペレタイザー造粒機の両方を用いてもよく、ドラムミキサー３６の上流に高速撹拌機を設置して、焼結原料を撹拌してもよい。
【0014】
本実施形態において、擬似粒子の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。
【0015】
焼結機４０は、例えば、下方吸引式のドワイトロイド焼結機である。焼結機４０は、給鉱装置４２と、無端移動式のパレット４４と、点火炉４６と、気体燃料供給装置４７と、ウインドボックス等の風箱４８とを有する。給鉱装置４２において焼結原料がパレット４４に装入され、焼結原料の装入層が形成される。そして、装入層が形成されたパレット４４は、給鉱装置４２の下流側に設けられる点火炉４６に移動する。点火炉４６において装入層の表層（上表面）に含まれる凝結材１８が点火される。その後、パレット４４の下方に設けられた風箱４８を通じて空気を吸引しながら、点火炉４６の下流側に設けられる気体燃料供給装置４７において装入層に気体燃料および酸素富化空気を吸気させ、装入層内で気体燃料と凝結材１８とを燃焼させつつ装入層内の燃焼を継続し、溶融帯を装入層の下方へ移動させる。これにより、装入層は焼結されて焼結ケーキが形成される。気体燃料として、高炉ガス、コークス炉ガス、高炉・コークス炉混合ガス、転炉ガス、天然ガス、メタンガス、エタンガス、プロパンガス、都市ガス、シェールガスなどの可燃性ガスを用いてよい。
【0016】
本実施形態における焼結機４０の機長方向はパレット４４の移動方向と同じ方向であり、焼結機４０の幅方向は当該移動方向に対して垂直な方向であって、パレット４４の幅方向と同じ方向である。
【0017】
焼結ケーキは、破砕機５０によって破砕され、冷却機６０によって冷却され、篩分け装置７０によって篩分けされる。このようにして、粒径５ｍｍ超の焼結鉱が製造され、搬送コンベア７６によって高炉８０へ装入される。一方、篩分け装置７０により篩分けられる粒径５ｍｍ以下の返鉱７４は、搬送コンベア７８によって原料供給部２０の配合槽２８に搬送される。焼結鉱７２の粒径および返鉱７４の粒径は、篩によって篩分けられる粒径を意味し、例えば粒径５ｍｍ超とは、目開き５ｍｍの篩を用いて篩上に篩分けされる粒径であり、粒径５ｍｍ以下とは、目開き５ｍｍの篩を用いて篩下に篩分けされる粒径である。焼結鉱７２および返鉱７４の粒径の各値は、あくまで一例であり、この値に限定するものではない。
【0018】
次に、図２を参照して、気体燃料供給装置４７の構成について説明する。図２は、気体燃料供給装置４７の断面模式図である。図２において、図面の横方向が焼結機４０及びパレット４４の幅方向に相当する。図面の奥行方向が焼結機４０の機長方向であり、パレット４４の移動方向に相当する。
【0019】
図２に示す気体燃料供給装置４７は、四角筒状のフード６と、複数の酸素富化空気供給管１と、複数の気体燃料供給管３と、複数の遮蔽板２とを有する。図２に示す通り、気体燃料供給装置４７には、例えば、焼結機４０及びパレット４４の幅方向に向けて、９本の酸素富化空気供給管１と、５本の気体燃料供給管３と、３１枚の遮蔽板２とが設けられている。これらは、四角筒状のフード６の中において、下方から上方に向けて気体燃料供給管３、遮蔽板２、酸素富化空気供給管１の順に設けられる。９本の酸素富化空気供給管１には、焼結機４０の機長方向（パレット４４の移動方向）において異なる位置に複数の酸素富化空気吐出ノズルが設けられており、５本の気体燃料供給管３にも機長方向において異なる位置に複数の気体燃料吐出ノズル３ａが設けられている。また、気体燃料供給管３は、機長方向に対して垂直なパレット４４の幅方向において異なる位置に設けられている。
【0020】
各々の酸素富化空気吐出ノズルから酸素富化空気が吐出され、装入層４に酸素富化空気が供給される。各々の気体燃料吐出ノズル３ａからは気体燃料が吐出され、装入層４に気体燃料が供給される。装入層４の上層は、中層、下層に比べて焼結時の温度が低温になりやすく歩留りが低下しやすい。この点につき、本実施形態では、気体燃料や酸素富化空気を装入層４に供給することで、装入層４の上層の焼結時の温度を高めることができ、装入層４の上層の歩留の低下を抑制できる。また、遮蔽板２は気体燃料の上昇を防止し、上部（フード６内における酸素富化空気供給管１よりも上方の空間）での酸素富化空気と気体燃料との混合を抑制する。なお、図２に示すように遮蔽板２を設けた場合であっても、気体燃料がフード６内の上部に流れる可能性があるため、遮蔽板２の上方に気体燃料の有無を検出する検出器（図示省略）を設けて、気体燃料の上昇の有無を常時監視することが好ましい。
【0021】
図２を用いて、気体燃料供給装置４７に酸素富化空気供給管１および遮蔽板２を設けた構成を説明したが、酸素富化空気供給管１及び遮蔽板２は必ずしも設けられていなくてもよい。ただし、遮蔽板２を設けることで、焼結機４０の周辺の風（気流）による気体燃料への影響が抑制され、気体燃料のフード６の外部への飛散が抑制されるため、気体燃料供給装置４７には遮蔽板２を設けることが好ましい。気体燃料供給装置４７は、各気体燃料供給管３への気体燃料の供給量を制御する制御装置（不図示）を有する。各気体燃料供給管３への気体燃料の供給量は当該制御装置によって制御される。
【0022】
次に、気体燃料供給管３と、気体燃料供給管３の近傍に配置される整流板５の構成について、図３を用いて説明する。図３は、気体燃料供給管３及び整流板５の配置構成を示す模式図である。図３に示す通り、気体燃料供給管３の気体燃料吐出ノズル３ａから吐出される気体燃料は、装入層４の上表面に対しほぼ平行（水平）な方向（図中矢印参照）であって、焼結機４０及びパレット４４の幅方向に向けて吐出される。そして、整流板５に衝突し、整流板５の傾斜角度に基づいて、装入層４の上表面において区分けされた供給領域に向けて、個別に調整された流量の気体燃料が供給されることとなる。
【0023】
整流板５は、気体燃料吐出ノズル３ａに対し、気体燃料の吐出方向であって、気体燃料供給管３から１５０ｍｍ以内の距離となる位置に設けることが好ましい。気体燃料供給管３からの距離が１５０ｍｍを超えると、吐出された気体燃料が、整流板５へ衝突する前に、装入層４へ吸気されている他の空気と拡散して下方へ流れてしまい、整流板５による気体燃料の供給位置の制御が不可能になるためである。そして、整流板５は、気体燃料供給管３から１００ｍｍ以内の距離となる位置に設けることがより好ましい。気体燃料吐出ノズル３ａから吐出された気体燃料は、１００ｍｍ以内の距離であれば、水平方向への移動を概ね維持できるため、整流板５による流動制御が正確に実施できるからである。また、整流板５の垂線方向の長さは５０ｍｍ以上であることが好ましい。整流板５の垂線方向の長さを５０ｍｍ以上とすることで、整流板５に気体燃料が確実に衝突させ、気体燃料の供給位置を制御できる。
【0024】
図３に示す整流板５の傾斜角度θは５°以上であって以下の（１）式を満たすことが好ましい。
ｔａｎθ≦（Ｗ／２－Ｄ１）／Ｈ・・・（１）
ここで、θは装入層４の上表面の垂線Ｋに対して整流板５の上端が気体燃料吐出ノズル３ａ側へ傾斜する方向を正とする整流板５の傾斜角度（°）であり、Ｗは幅方向に隣合う気体燃料供給管３間の距離（ｍ）であり、Ｄ１は、気体燃料の吐出方向における気体燃料供給管３と整流板５との距離（ｍ）であり、Ｈは気体燃料供給管３から装入層４の上表面までの距離（ｍ）である。
ｔａｎθ≦（Ｗ／２－Ｄ１）／Ｈ・・・（１）
ここで、θは装入層４の上表面の垂線Ｋに対して整流板５の上端が気体燃料吐出ノズル３ａ側へ傾斜する方向を正とする整流板５の傾斜角度（°）であり、Ｗは幅方向に隣合う気体燃料供給管３間の距離（ｍ）であり、Ｄ１は、気体燃料の吐出方向における気体燃料供給管３と整流板５との距離（ｍ）であり、Ｈは気体燃料供給管３から装入層４の上表面までの距離（ｍ）である。
【0025】
整流板５の傾斜角度θが５°よりも小さいと、整流板５に衝突した後の気体燃料がフード６内における上方にも拡散し、気体燃料漏洩の問題が発生する。このため、整流板５の傾斜角度θを５°以上にすることで、整流板５への衝突の後に整流板５に沿った上方への流動を抑制でき、吸気されている空気と共に下方へ流れる。
【0026】
（１）式よりθが大きい場合（（１）式を満たさない場合）には、幅方向に隣り合う気体燃料供給管３同士で気体燃料が供給される領域（装入層４の上表面）の一部が重なることとなり、装入層４の上表面にて区分けされた各供給領域に対して、気体燃料の供給量の個別の調整が困難となる。このため、（１）式を満たす構成とすることで、装入層４の上表面における気体燃料の供給領域を区分けでき、加えて、気体燃料供給管３への気体燃料の供給量を制御することで、区分けされた供給領域ごとへの気体燃料の供給量が調整可能となる。
【0027】
なお、整流板５を用いること無く、気体燃料吐出ノズル３ａの向きを傾斜させた場合には、吐出流量に応じて吐出流速が変化することになり、装入層４の上表面に気体燃料が到達した際に、幅方向に大きく拡散してしまう。その一方で、整流板５を用いた場合には、整流板５に気体燃料を衝突させて気体燃料の運動量を低下させると共に、整流板５の傾斜角度に応じて気体燃料の流れの向きを調整できるため、吐出流量の変化が生じたとしても、気体燃料の流動制御が可能となる。
【0028】
次に、焼結機４０の幅方向端部における気体燃料供給管３及び端部整流板７の構成について、図４を用いて説明する。図４は、幅方向端部における気体燃料供給管３及び端部整流板７の配置構成を示す模式図である。図４に示す通り、フード６の内壁面に最も近い位置に設けられる気体燃料供給管３については、フード６の内壁面側に向けて気体燃料を吐出する方向であって、フード６と気体燃料供給管３との間に端部整流板７を設ける。そして、気体燃料供給管３を挟んで端部整流板７と対向する位置には、先述した整流板５が設けられる。
【0029】
ここで、パレット４４を機長方向に移動可能とする装置の構成から、図４に示す通り、気体燃料供給管３を囲むように設けられた四角筒状のフード６とパレット４４との間には、隙間Ｓが存在する。このため、パレット４４の幅方向の端部の装入層４に向けて、意図的に気体燃料を供給すると、装入層４の表面に気体燃料が衝突した際に当該気体燃料が拡散し、フード６とパレット４４との間の隙間Ｓから気体燃料が漏洩し、効果的な気体燃料の供給が不可能となる。従来は、安全上の観点から、パレット４４の幅方向端部の装入層４に向けた気体燃料の直接的な供給が行えず、その他の幅方向の空間に存在する気体燃料が幅方向端部の装入層４に低濃度でゆっくり吸引されて焼結が行われるため、幅方向端部の装入層４においては、最終的な製品としての歩留値は低くなっていた。
【0030】
このため、本実施形態においては、フード６の下方の位置にてフード６の内側に突出する２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の長さの水平部を有する漏洩防止板８を設けている。これにより、フード６とパレット４４との間の隙間Ｓから気体燃料が漏洩することが防止され、幅方向端部の装入層４への気体燃料の直接的な供給を可能としている。ここで、漏洩防止板８の長さが２０ｍｍより短いと、漏洩防止効果が無くなる。漏洩防止板８の長さが２００ｍｍより長いと、装入層４の端部を広く覆う構成となるため、装入層４の端部への気体燃料の効率的な供給が不可能となる。なお、漏洩防止板８は、フード６の内壁面における設置位置が高くなるほど、後述する（２）式を満たすことが難しくなるため、四角筒状のフード６の内側であって、フード６の下端近傍に設置することが好ましい。
【0031】
図４に示す通り、焼結機４０の幅方向端部においても、気体燃料供給管３の気体燃料吐出ノズル３ａから吐出される気体燃料は、装入層４の上表面に対しほぼ平行（水平）な方向（図中矢印参照）であって、焼結機４０及びパレット４４の幅方向に向けて吐出される。そして、端部整流板７に衝突し、端部整流板７の傾斜角度に基づいて、漏洩防止板８の上面に向けて、気体燃料が流動制御される。
【0032】
端部整流板７は、整流板５と同様に気体燃料吐出ノズル３ａに対し、気体燃料の吐出方向であって、気体燃料供給管３から１５０ｍｍ以内の距離となる位置に設けることが好ましい。気体燃料供給管３からの距離が１５０ｍｍを超えると、吐出された気体燃料が、端部整流板７へ衝突する前に、装入層４へ吸気されている他の空気と拡散して下方へ流れてしまい、端部整流板７による供給位置の制御が不可能になるためである。そして、端部整流板７は、気体燃料供給管３から１００ｍｍ以内の距離に設けることがより好ましい。気体燃料吐出ノズル３ａから吐出された気体燃料は、１００ｍｍ以内の距離であれば、水平方向への移動を概ね維持できるため、端部整流板７による流動制御が正確に実施できるからである。また、端部整流板７の垂線方向の長さも、整流板５と同様に５０ｍｍ以上であることが好ましい。端部整流板７の垂線方向の長さを５０ｍｍ以上とすることで、端部整流板７に気体燃料が確実に衝突させ、気体燃料の供給位置を制御できる。
【0033】
端部整流板７の傾斜角度φは、５°以上３０°以下であって下記の（２）式を満たすことが好ましい。
（Ｌ－Ｄ２－Ｂ）／（Ｈ－Ｓ）≦ｔａｎφ・・・・（２）
ここで、φは装入層４の上表面の垂線Ｋに対して端部整流板７の上端が気体燃料吐出ノズル３ａ側へ傾斜する方向を正とする端部整流板７の傾斜角度（°）であり、Ｌはフード６と気体燃料供給管３との距離（ｍ）であり、Ｄ２は、気体燃料の吐出方向における気体燃料供給管３と端部整流板７との距離（ｍ）であり、Ｂは漏洩防止板８の水平部の長さ（ｍ）であり、Ｓは漏洩防止板８と装入層４の上表面との距離（ｍ）である。
（Ｌ－Ｄ２－Ｂ）／（Ｈ－Ｓ）≦ｔａｎφ・・・・（２）
ここで、φは装入層４の上表面の垂線Ｋに対して端部整流板７の上端が気体燃料吐出ノズル３ａ側へ傾斜する方向を正とする端部整流板７の傾斜角度（°）であり、Ｌはフード６と気体燃料供給管３との距離（ｍ）であり、Ｄ２は、気体燃料の吐出方向における気体燃料供給管３と端部整流板７との距離（ｍ）であり、Ｂは漏洩防止板８の水平部の長さ（ｍ）であり、Ｓは漏洩防止板８と装入層４の上表面との距離（ｍ）である。
【0034】
端部整流板７の傾斜角度φが５°よりも小さいと、端部整流板７に衝突した後の気体燃料がフード６内における上方にも拡散し、気体燃料漏洩の問題が発生する。このため、端部整流板７の傾斜角度φを５°以上にすることで、端部整流板７への衝突の後に端部整流板７に沿った上方への流動を抑制でき、吸気されている空気と共に下方へ流れる。
【0035】
なお、端部整流板７の傾斜角度φが３０°よりも大きいと、気体燃料がフード６の壁面に衝突した際に、壁面の上方へ沿った流れが発生してフード６内における上方への拡散が起こるため、効果的な気体燃料の供給ができなくなる。そのため、（２）式を満たすことにより、装入層４の幅端部の漏洩防止板８の上面への気体燃料の供給を意図的に実施でき、フード６からの気体燃料の漏洩を防止できる。
【0036】
以上の通り、本実施形態においては、気体燃料を水平方向に向けて吐出可能な気体燃料吐出ノズル３ａを設けると共に、気体燃料供給管３から１５０ｍｍ以内の距離となる位置に整流板５を設け、先述した（１）式を満たす構成とすることで、装入層４の上表面に対する気体燃料の供給について、気体燃料の供給領域の区分けが可能となり、複数ある供給領域から特定の供給領域を選択して気体燃料を供給できるようになる。
【0037】
さらに、焼結機４０の幅方向端部に端部整流板７を設けると共に、フード６の内壁面の下部に漏洩防止板８を設け、先述した（２）式を満たす構成とすることで、装入層４の幅方向端部において、フード６からの気体燃料の漏洩を防止できる。
【0038】
次に、従来の焼結方法であって、整流板５や端部整流板７を用いずに焼結鉱を製造した場合の焼結鉱の歩留状況について、図５を用いて説明する。図５に示す寸法情報に関する数値単位は、ｍｍ（ミリメートル）である。図５は、幅方向３．８ｍ、装入層厚５７０ｍｍの装入層４について、上層～下層に亘る断面方向において、３行１０列で区分した断面領域の焼結鉱の歩留調査の結果を示す図である。各断面領域における数値は、当該断面領域における最終的な製品としての歩留値である。
【0039】
図５に示す通り、装入層４の下層に比べて上層の歩留が低く、パレット４４の幅方向中央部に比べて両端部の歩留が特に低いことがわかる。このため、当該歩留を向上させるために気体燃料を装入層４に供給する場合、幅方向中央部の歩留を基準に気体燃料を幅方向に均一に供給すると、両端部の歩留を十分に上昇させることができない。一方、両端部の歩留を基準に気体燃料を幅方向に均一に供給すると、幅方向中央部への気体燃料の供給量が過剰となるので、当該過剰となる気体燃料分のコストが上昇してしまう。
【0040】
これに対し、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法および焼結機では、装入層４の上表面において、装入層４の幅方向における気体燃料の供給領域の区分けが可能となり、複数ある供給領域から特定の供給領域を選択すると共に当該供給領域への気体燃料の供給量を調整できる。このため、装入層４のパレット４４の幅方向の気体燃料の供給量について、幅方向両端部への気体燃料の供給量を全体の平均気体燃料の供給量よりも増加させることができる。これにより、パレット４４の幅方向の両端部の歩留を他の領域よりも向上できるので、気体燃料を過剰に供給することを抑制しつつ、焼結鉱の歩留を向上できる。
【0041】
次に、コークス比と装入層の収縮量との関係について、図６を用いて説明する。図６は、コークス比と装入層の収縮量との関係を示すグラフである。コークス比は、焼結原料に含まれる凝結材１８である粉コークスの配合割合（質量％）である。装入層４の収縮量（ｍｍ）は、焼結原料をパレット４４に装入して装入層４を形成させた後の装入層４の上表面位置が焼結後にどのくらい低下したかを示し、装入層４が形成された後の上表面高さと焼結後の装入層４の上表面高さとの差により算出される。
【0042】
図６に示す通り、焼結原料のコークス比が高くなるにしたがって装入層４の収縮量は大きくなることが確認できる。ここで、焼結原料のコークス比は焼結時の熱量を示すので、この結果から、焼結による装入層４の収縮量と焼結時の熱量とには相関関係があり、装入層４の収縮量を測定することで、焼結時の熱量が求められることがわかる。
【0043】
つまり、装入層４が形成された直後の位置、及び、焼結機の機端の位置（装入層４の焼結工程を終える位置）に非接触式の位置測定装置を設置して各々の位置で上表面の高さを測定し、焼結前後の装入層４の上表面の高さの差（収縮量）を算出することで、装入層４の幅方向において熱不足となる位置の特定が可能となる。非接触式の位置測定装置として、レーザー変位計または音波式の距離計を用いることができるが、位置測定が可能な測定器である限り、特定の測定器に限定されない。
【0044】
このため、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法および焼結機では、焼結後の装入層４の焼結後の収縮量を測定して、焼結時の熱量が不足している装入層４の幅方向の位置を特定し、当該位置に相当する供給領域の位置への気体燃料の供給量を、当該幅方向における全体の平均気体燃料供給量よりも増加させてもよい。
【0045】
また、焼結後の装入層４の収縮量の測定を行わなくとも、焼結時に熱不足となる位置（例えば、装入層４の幅方向両端部）が予め特定されている場合には、装入層４の熱不足となる位置への気体燃料の供給量を、全体の平均気体燃料供給量よりも増加させてもよい。
【0046】
このように、焼結原料の成分濃度の変動によりパレット４４の幅方向において焼結時の熱量が少なくなる位置が発生した場合でも、熱量が低下した装入層４の位置を特定し、当該位置に相当する供給領域への気体燃料の供給量を、他の供給領域よりも増加させることで熱量を補填でき、熱量低下による焼結鉱の生産性低下（歩留低下）を抑制できる。
【実施例0047】
以下、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法および焼結機を用いて、焼結鉱の歩留を調べた実施例を説明する。
【0048】
＜実施例１＞
本実施例では、幅３．８ｍ、層厚５７０ｍｍの装入層４に対し、図２に示すように、装入層４の上表面から５００ｍｍ上方の位置に、気体燃料供給管３を幅方向対称に８００ｍｍピッチで５本設置した。供給される気体燃料として都市ガスを使用し、吸引大気に対して、０．４ｖｏｌ．％になるように調整し、幅方向中央に設けた気体燃料供給管３の気体燃料吐出ノズル３ａから水平に噴射した。
本実施例では、幅３．８ｍ、層厚５７０ｍｍの装入層４に対し、図２に示すように、装入層４の上表面から５００ｍｍ上方の位置に、気体燃料供給管３を幅方向対称に８００ｍｍピッチで５本設置した。供給される気体燃料として都市ガスを使用し、吸引大気に対して、０．４ｖｏｌ．％になるように調整し、幅方向中央に設けた気体燃料供給管３の気体燃料吐出ノズル３ａから水平に噴射した。
【0049】
また、気体燃料供給装置４７におけるパレット４４の移動方向の前後に、超音波式変位計を気体燃料供給管３と同じ幅方向の位置に５個設置した。整流板５の傾斜角度θ、吐出方向の距離Ｄ１および長さを変えた条件でそれぞれ焼成を実施した。焼成後のパレットを抜き出し、装入層４の上層である層高さ方向の１／３部分を幅方向にて１０分割し、中央２カ所の平均歩留を調査した。表１に、整流板５の設置条件を示す。なお、整流板５を設置しなかった場合の平均歩留は７９％であった。
【0050】
【表1】
【0051】
発明例１は、長さ１００ｍｍの整流板５を気体燃料供給管３から１００ｍｍ離れた位置において、傾斜角度θ＝２０°で設置することで、都市ガスを気体燃料供給管３の直下の中央２カ所の範囲に供給することができたため、当該範囲の平均歩留が２％向上した。
【0052】
比較例１は、整流板５と気体燃料供給管３との距離が３００ｍｍと大きかったため、中央２カ所の範囲に都市ガスを効果的に供給できなかった。このため、当該範囲の平均歩留は整流板５を設けなかった場合と同じとなり、平均歩留を向上させることができなかった。比較例２は、整流板５の傾斜角度θを０°としたため、都市ガスが上方へ漏洩してしまい、安全上の観点から、都市ガス供給を中止した。比較例３は、整流板５の傾斜角度θを６０°としたため、先述した（１）式を満たさなくなり、中央２カ所の範囲に都市ガスを効果的に供給できなかった。このため、当該範囲の平均歩留は整流板５を設けなかった場合と同じとなり、平均歩留を向上させることができなかった。比較例４は、長さ４０ｍｍの整流板５を用いたため、中央２カ所の範囲に都市ガスを効果的に供給できなかった。このため、当該範囲の平均歩留は整流板５を設けなかった場合と同じとなり、平均歩留を向上させることができなかった。比較例５は整流板５を設置しない場合の結果であり、平均歩留は７９％であった。
【0053】
＜実施例２＞
次に、幅方向の両端部の装入層４も含め、気体燃料供給管３の気体燃料吐出ノズル３ａの全てを水平方向に噴射し、整流板５に加え端部整流板７も設置した。表２に、端部整流板７や漏洩防止板８に関する条件と結果を示す。整流板５は、長さ６０ｍｍの構成とし、気体燃料供給管３から５０ｍｍ離れた位置にて傾斜角度θを３０°として設置した。なお、装入層４の幅方向の端部に都市ガスを供給しなかった場合には、幅方向の両端部から３００ｍｍの部分であって、装入層４の上層である層高さ方向の１／３部分の歩留は６７％であった。
次に、幅方向の両端部の装入層４も含め、気体燃料供給管３の気体燃料吐出ノズル３ａの全てを水平方向に噴射し、整流板５に加え端部整流板７も設置した。表２に、端部整流板７や漏洩防止板８に関する条件と結果を示す。整流板５は、長さ６０ｍｍの構成とし、気体燃料供給管３から５０ｍｍ離れた位置にて傾斜角度θを３０°として設置した。なお、装入層４の幅方向の端部に都市ガスを供給しなかった場合には、幅方向の両端部から３００ｍｍの部分であって、装入層４の上層である層高さ方向の１／３部分の歩留は６７％であった。
【0054】
【表2】
【0055】
発明例２は、長さ１５０ｍｍの端部整流板７を気体燃料供給管３から８０ｍｍ離れた位置にて傾斜角度φを２０°として設置した。そして、装入層４の上表面から１００ｍｍの高さ位置に水平部が１００ｍｍの長さの漏洩防止板８を設置したので、フード６の下端の隙間から都市ガスが漏洩することなく、装入層４の端部に都市ガスを供給することができ、歩留が７５％に向上した。
【0056】
参考例１は、端部整流板７の傾斜角度φを０°としたため、都市ガスが上方およびパレット４４とフード６との隙間から拡散してしまい、安全上の観点から、都市ガス供給を中止した。参考例２は、端部整流板７の傾斜角度φを４５°としたため、都市ガスが上方へ拡散してしまい、都市ガス供給を中止した。参考例３は、端部整流板７を気体燃料供給管３から２００ｍｍの位置に設置したので、都市ガスの流動制御を行うことができず、都市ガスが上方へ拡散してしまい、都市ガス供給を中止した。参考例４は、端部整流板７の長さを４０ｍｍとして設置したため、都市ガスの流動制御を行うことができず、都市ガスの一部が上方へ拡散したため、都市ガス供給を中止した。参考例５では、漏洩防止板８の長さを１０ｍｍとしたため、パレット４４とフード６との隙間から都市ガスが漏洩したため、都市ガス供給を中止した。参考例６では、漏洩防止板８の水平部の長さを２５０ｍｍとしたため、装入層４の幅方向の端部に都市ガスが効果的に供給されず、歩留は６９％となった。参考例７は、漏洩防止板８を装入層４の上表面から２００ｍｍの位置に設置したため、パレット４４とフード６との隙間から都市ガスが漏洩したため、都市ガス供給を中止した。
【0057】
以上の結果から、垂線方向の長さが５０ｍｍ以上であり、気体燃料供給管からの距離が１５０ｍｍ以内であり、かつ、先述した（１）式を満たすように整流板５を設けることで気体燃料を特定範囲に選択的に供給でき、当該範囲の歩留を向上できることが確認された。さらに、焼結機４０の幅方向端部に端部整流板７を設けると共に、フード６の内壁面の下部に漏洩防止板８を設け、先述した（２）式を満たす構成とすることで、装入層４の幅方向端部においてフード６からの気体燃料の漏洩を防止しつつ気体燃料を供給でき、当該範囲の歩留を向上できることが確認された。
【符号の説明】
【0058】
１ 酸素富化空気供給管
２ 遮蔽板
３ 気体燃料供給管
３ａ 気体燃料吐出ノズル
４ 装入層
５ 整流板
６ フード
７ 端部整流板
８ 漏洩防止板
１０ 焼結鉱の製造装置
１１ ヤード
１２ 鉄含有原料
１４、３０、３８、７６、７８ 搬送コンベア
１６ ＣａＯ含有原料
１７ ＭｇＯ含有原料
１８ 凝結材
２０ 原料供給部
２２、２４、２５、２６、２８ 配合槽
３４ 水
３６ ドラムミキサー
４０ 焼結機
４２ 給鉱装置
４４ パレット
４６ 点火炉
４７ 気体燃料供給装置
４８ 風箱
５０ 破砕機
６０ 冷却機
７０ 篩分け装置
７２ 焼結鉱
７４ 返鉱
８０ 高炉
Ｄ１ 気体燃料供給管と整流板との距離
Ｄ２ 気体燃料供給管と端部整流板との距離
θ 装入層の上表面の垂線に対する整流板の傾斜角度
φ 装入層の上表面の垂線に対する端部整流板の傾斜角度
Ｈ 気体燃料供給管から装入層の上表面までの距離
Ｗ 幅方向に隣合う気体燃料供給管間の距離
Ｋ 装入層の上表面の垂線
Ｂ 漏洩防止板の水平部の長さ
Ｓ 隙間
２ 遮蔽板
３ 気体燃料供給管
３ａ 気体燃料吐出ノズル
４ 装入層
５ 整流板
６ フード
７ 端部整流板
８ 漏洩防止板
１０ 焼結鉱の製造装置
１１ ヤード
１２ 鉄含有原料
１４、３０、３８、７６、７８ 搬送コンベア
１６ ＣａＯ含有原料
１７ ＭｇＯ含有原料
１８ 凝結材
２０ 原料供給部
２２、２４、２５、２６、２８ 配合槽
３４ 水
３６ ドラムミキサー
４０ 焼結機
４２ 給鉱装置
４４ パレット
４６ 点火炉
４７ 気体燃料供給装置
４８ 風箱
５０ 破砕機
６０ 冷却機
７０ 篩分け装置
７２ 焼結鉱
７４ 返鉱
８０ 高炉
Ｄ１ 気体燃料供給管と整流板との距離
Ｄ２ 気体燃料供給管と端部整流板との距離
θ 装入層の上表面の垂線に対する整流板の傾斜角度
φ 装入層の上表面の垂線に対する端部整流板の傾斜角度
Ｈ 気体燃料供給管から装入層の上表面までの距離
Ｗ 幅方向に隣合う気体燃料供給管間の距離
Ｋ 装入層の上表面の垂線
Ｂ 漏洩防止板の水平部の長さ
Ｓ 隙間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】