特開 2024-617 焼結鉱の製造方法及び焼結鉱の製造設備

(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】P2024000617

(43)【公開日】2024-01-09

(54)【発明の名称】焼結鉱の製造方法及び焼結鉱の製造設備

(51)【国際特許分類】

   C22B 1/20 20060101AFI20231226BHJP

   C22B 1/16 20060101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

C22B1/20 C

C22B1/20 F

C22B1/20 U

C22B1/16 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022099388

(22)【出願日】2022-06-21

(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】岩瀬 一洋

(72)【発明者】

【氏名】藤原 慎平

【テーマコード（参考）】

4K001

【Ｆターム（参考）】

4K001AA10

4K001BA02

4K001BA14

4K001CA33

4K001CA34

4K001CA36

4K001CA37

4K001CA39

4K001CA40

4K001CA41

4K001CA42

4K001GA10

4K001GB11

4K001KA06

(57)【要約】

【課題】気体燃料供給装置を用いることによる焼結鉱の歩留向上効果が得られる焼結鉱の製造方法及び焼結鉱の製造設備を提供する。
【解決手段】鉄含有原料、炭素含有原料及びＣａＯ含有原料を含む焼結原料を造粒機で造粒して造粒粒子とする造粒ステップと、焼結機の原料供給装置で無端移動式のパレットに造粒粒子を装入して装入層を形成する装入層形成ステップと、原料供給装置の下流側に設けられる点火炉で前記装入層の表層に含まれる炭素含有原料に点火し、点火炉の下流側に設けられる気体燃料供給装置から気体燃料を前記装入層に供給し、パレットの下方に設けられたウインドボックスで装入層内の空気を吸引することで炭素含有原料を燃焼させて装入層を焼結ケーキとする焼結ステップと、焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする破砕ステップと、を有し、装入層形成ステップでは、装入層の乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下になるように装入層を形成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄含有原料、炭素含有原料及びＣａＯ含有原料を含む焼結原料を造粒機で造粒して造粒粒子とする造粒ステップと、
焼結機の原料供給装置で無端移動式のパレットに前記造粒粒子を装入して前記焼結原料の装入層を形成する装入層形成ステップと、
前記原料供給装置の下流側に設けられる点火炉で前記装入層の表層に含まれる前記炭素含有原料に点火し、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ウインドボックスで前記装入層内の空気を吸引することで前記炭素含有原料を燃焼させて前記装入層を焼結ケーキとする焼結ステップと、
前記焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする破砕ステップと、
を有し、
前記装入層形成ステップでは、前記装入層の乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下になるように前記装入層を形成する、焼結鉱の製造方法。

【請求項2】

前記装入層の乾燥基準装入密度を算出する算出ステップをさらに有する、請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。

【請求項3】

前記算出ステップで算出された前記乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３より高い場合に、
前記装入層形成ステップの条件を変更して、形成される前記装入層の装入密度を下げる、請求項２に記載の焼結鉱の製造方法。

【請求項4】

前記算出ステップで算出された前記乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３より高い場合に、
前記造粒ステップの条件を変更して、造粒される前記造粒粒子の粒度分布の分布幅を狭める、請求項２又は請求項３に記載の焼結鉱の製造方法。

【請求項5】

前記焼結原料のＣａＯ含有原料の配合量を増やす、請求項４に記載の焼結鉱の製造方法。

【請求項6】

鉄含有原料、炭素含有原料及びＣａＯ含有原料を含む焼結原料を造粒機で造粒して造粒粒子とする造粒機と、
無端移動式のパレットと、前記パレットに前記造粒粒子を装入して前記焼結原料の装入層を形成する原料供給装置と、前記装入層の表層に含まれる前記炭素含有原料を点火する点火炉と、前記点火炉の下流側に設けられ、前記装入層に気体燃料を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ウインドボックスとを有し、前記装入層を焼結して焼結ケーキとする焼結機と、
前記焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする破砕機と、
前記造粒機、焼結機及び破砕機の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記装入層の乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下になるように前記焼結機を制御する、焼結鉱の製造設備。

【請求項7】

前記制御装置は、前記装入層の乾燥基準装入密度を算出する、請求項６に記載の焼結鉱の製造設備。

【請求項8】

算出された前記乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３より高い場合に、前記制御装置は、前記焼結機の操業条件を変更して前記装入層の装入密度を下げる、請求項７に記載の焼結鉱の製造設備。

【請求項9】

算出された前記乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３より高い場合に、前記制御装置は、前記造粒機の造粒条件を変更して前記造粒粒子の粒度分布の分布幅を狭める、請求項７又は請求項８に記載の焼結鉱の製造設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高炉用原料である焼結鉱の製造方法及び焼結鉱の製造設備に関する。

【背景技術】

【0002】

高炉用原料である焼結鉱は、一般に、鉄鉱石粉、製鉄所内回収粉、焼結鉱篩下粉などの鉄含有原料と、石灰石及びドロマイトなどの含ＣａＯ原料と、粉コークスや無煙炭などの炭材（固体燃料）とを焼結原料として、無端移動型焼結機であるドワイトロイド焼結機（以下、「焼結機」と記載する）を用いて製造される。

【0003】

焼結原料は、焼結機の無端移動式のパレットに装入され、焼結原料の装入層が形成される。装入層の厚み（高さ）は４００～８００ｍｍ前後である。その後、装入層の上方に設置された点火炉により、この装入層中の炭材に点火される。パレットの下に設置されている風箱を介して空気を下方に吸引することにより、装入層中の炭材を順次燃焼させる。この燃焼は、パレットの移動に伴って次第に下層に且つ前方に進行する。このときに発生する燃焼熱によって、焼結原料が燃焼、溶融し、焼結ケーキが生成される。得られた焼結ケーキは、その後、排鉱部において破砕されて焼結鉱となる。

【0004】

上述した焼結機では、焼結鉱の歩留を向上させることが重要である。焼結鉱の強度及び歩留を向上させる技術として、特許文献１には、点火炉の下流側に気体燃料供給装置を設け、装入層の上側から気体燃料を供給する焼結機が開示されている。特許文献１によると、ウインドボックスによって空気が下方に吸引されることで気体燃料が装入層内に供給され、当該気体燃料が燃焼することで熱不足によって焼結が不十分になりやすい装入層上層部の焼結鉱の歩留だけでなく、装入層中層及び下層部の焼結鉱の歩留も高められるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０－１０７１５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示された焼結機を用いても、焼結鉱の歩留が向上しない場合があるという課題があった。本発明は、気体燃料供給装置を用いることによる焼結鉱の歩留向上効果が得られる焼結鉱の製造方法及び焼結鉱の製造設備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ための手段は、以下の通りである。
［１］鉄含有原料、炭素含有原料及びＣａＯ含有原料を含む焼結原料を造粒機で造粒して造粒粒子とする造粒ステップと、焼結機の原料供給装置で無端移動式のパレットに前記造粒粒子を装入して前記焼結原料の装入層を形成する装入層形成ステップと、前記原料供給装置の下流側に設けられる点火炉で前記装入層の表層に含まれる前記炭素含有原料に点火し、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ウインドボックスで前記装入層内の空気を吸引することで前記炭素含有原料を燃焼させて前記装入層を焼結ケーキとする焼結ステップと、前記焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする破砕ステップと、を有し、前記装入層形成ステップでは、前記装入層の乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下になるように前記装入層を形成する、焼結鉱の製造方法。
［２］前記装入層の乾燥基準装入密度を算出する算出ステップをさらに有する、［１］に記載の焼結鉱の製造方法。
［３］前記算出ステップで算出された前記乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３より高い場合に、前記装入層形成ステップの条件を変更して、形成される前記装入層の装入密度を下げる、［２］に記載の焼結鉱の製造方法。
［４］前記算出ステップで算出された前記乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３より高い場合に、前記造粒ステップの条件を変更して、造粒される前記造粒粒子の粒度分布の分布幅を狭める、［２］又は［３］に記載の焼結鉱の製造方法。
［５］前記焼結原料のＣａＯ含有原料の配合量を増やす、［４］に記載の焼結鉱の製造方法。
［６］鉄含有原料、炭素含有原料及びＣａＯ含有原料を含む焼結原料を造粒機で造粒して造粒粒子とする造粒機と、無端移動式のパレットと、前記パレットに前記造粒粒子を装入して前記焼結原料の装入層を形成する原料供給装置と、前記装入層の表層に含まれる前記炭素含有原料を点火する点火炉と、前記点火炉の下流側に設けられ、前記装入層に気体燃料を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ウインドボックスとを有し、前記装入層を焼結して焼結ケーキとする焼結機と、前記焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする破砕機と、前記造粒機、焼結機及び破砕機の動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記装入層の乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下になるように前記焼結機を制御する、焼結鉱の製造設備。
［７］前記制御装置は、前記装入層の乾燥基準装入密度を算出する、［６］に記載の焼結鉱の製造設備。
［８］算出された前記乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３より高い場合に、前記制御装置は、前記焼結機の操業条件を変更して前記装入層の装入密度を下げる、［７］に記載の焼結鉱の製造設備。
［９］算出された前記乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３より高い場合に、前記制御装置は、前記造粒機の造粒条件を変更して前記造粒粒子の粒度分布の分布幅を狭める、［７］又は［８］に記載の焼結鉱の製造設備。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る焼結鉱の製造方法の実施により、装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ３以下の装入層が形成されるので、気体燃料供給装置による気体燃料の供給により、焼結鉱の歩留向上効果が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】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設備を示す模式図である。

【図2】図２は、焼結試験で用いた焼結試験装置の断面模式図である。

【図3】図３は、装入層の乾燥基準装入密度とＬＮＧ歩留向上効果との関係を示すグラフである。

【図4】図４は、装入層における造粒粒子の状態を示した模式図である。

【図5】図５は、１２００℃以上の高温保持時間とＬＮＧ歩留向上効果との関係を示すグラフである。

【図6】図６は、乾燥基準装入密度と１２００℃以上の高温保持時間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、本発明を本発明の実施形態を通じて説明する。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設備を示す模式図である。焼結鉱の製造設備１０は、造粒機１６と、焼結機２０と、破砕機３０と、制御装置４０とを備える。

【0011】

造粒機１６は、鉄含有原料、炭素含有原料及びＣａＯ含有原料を含む焼結原料１２を造粒して造粒粒子１８とする。造粒機１６が造粒粒子１８を造粒する際、焼結原料１２には造粒水１４が添加される。この工程が造粒ステップとなる。造粒機１６によって造粒された造粒粒子１８は、焼結機２０に搬送される。なお、鉄含有原料は、例えば、鉄鉱石や製鉄所内で発生するダストである。炭素含有原料は、例えば、粉コークスや無煙炭である。また、ＣａＯ含有原料は、例えば、生石灰、石灰石、スラグである。

【0012】

焼結機２０は、例えば、ドワイトロイド式の焼結機である。焼結機２０は、原料供給装置２１と、パレット２２と、カットオフプレート２３と、点火炉２４と、気体燃料供給装置２５と、ウインドボックス２６とを備える。原料供給装置２１は、造粒粒子１８をパレット２２に装入する。

【0013】

パレット２２は、無端移動式のパレットである。原料供給装置２１からパレット２２内に造粒粒子１８が装入されると、パレット２２内に焼結原料１２の装入層が形成される。カットオフプレート２３は、装入層の表層を平らに均すとともに装入層の厚さを予め設定された目標とする層厚に合わせる。この工程が装入層形成ステップとなる。

【0014】

点火炉２４は、原料供給装置２１の下流側に設けられ、装入層の表層に含まれている炭素含有原料に点火する。気体燃料供給装置２５は、装入層の表層側に気体燃料を供給する。気体燃料として、例えば、都市ガス（ＬＮＧ）が供給される。気体燃料供給装置２５から供給される気体燃料としては、都市ガスに限らず、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、シェールガス及びこれらの混合ガスのうちから選ばれるいずれかの可燃性ガスを用いてよい。

【0015】

ウインドボックス２６は、パレット２２の下方に設けられ、パレット２２内に形成されている装入層内の空気を下方に吸引する。ウインドボックス２６によって装入層内の空気が下方に吸引されると、装入層内の燃焼、溶融帯は装入層の下方に移動する。また、装入層内の空気が下方に吸引されることで、気体燃料供給装置２５から供給された気体燃料は装入層の表層から装入層内に導入される。パレット２２の移動とともに装入層内の燃焼、溶融帯が下方に移動することで、装入層の焼結原料１２は焼結される。焼結原料１２の焼結により、焼結ケーキが得られる。この工程が焼結ステップとなる。

【0016】

破砕機３０は、焼結機２０から排鉱される焼結ケーキを破砕して焼結ケーキの破砕物とする。焼結ケーキの破砕物は、冷却及び整粒されて焼結鉱３２が製造される。この工程が破砕ステップとなる。

【0017】

制御装置４０は、制御部４１と、記憶部４２とを有する例えば、ワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータである。制御部４１は、例えば、ＣＰＵ等であって、記憶部４２から読み込んだプログラムを実行することにより、造粒機１６、焼結機２０及び破砕機３０の動作を制御する。記憶部４２は、例えば、更新記録可能なフラッシュメモリ、内蔵あるいはデータ通信端子で接続されたハードディスク、メモリーカード等の情報記録媒体及びその読み書き装置である。記憶部４２には、制御部４１が各機能を実行するためのプログラムや当該プログラムで使用するデータ等が記憶されている。

【0018】

制御部４１は、焼結機２０のパレット２２内に形成される装入層の乾燥基準装入密度を算出する。制御部４１は、焼結機２０から湿潤基準の原料搬送速度データを取得し、事前に測定された焼結原料の水分含有量を減じることで乾燥基準の原料搬送速度を算出する。さらに、制御部４１は乾燥基準の原料搬送速度を、焼結機２０の機幅と、装入層の層厚と、パレットスピードで除することで乾燥基準装入密度を算出する。この工程が算出ステップとなる。制御部４１は算出した乾燥基準装入密度を表示させてもよい。

【0019】

制御部４１は、算出した乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３より高い場合に、造粒機１６の造粒条件や焼結機２０の操業条件を変更して、装入層の乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下になるように装入層の装入密度を下げる。

【0020】

造粒機１６の造粒条件を変更する場合に、制御部４１は、造粒粒子１８の粒度分布の分布幅が狭くなるように、造粒機１６の造粒条件を変更する。造粒粒子１８の粒度分布の分布幅が狭くなると、パレット２２に装入される造粒粒子１８の充填密度が低くなるので、装入層の装入密度は低下する。造粒粒子１８の粒度分布の分布幅を狭める造粒条件は、造粒機１６の回転速度、造粒機１６への焼結原料１２の装入量、造粒水１４の添加量等を変えた造粒実験を行い、造粒された造粒粒子１８の粒度分布の分布幅を確認することで、造粒粒子１８の粒度分布の分布幅を狭める造粒条件を求めることができる。

【0021】

さらに、制御部４１は、焼結原料１２に配合されるＣａＯ含有原料の配合量を増やしてもよい。ＣａＯはバインダーとして機能するので、造粒され難い未造粒粉を造粒粒子に付着させ、粒度分布における細粒を減少させる。このため、ＣａＯ含有原料の配合量を増やすと、造粒粒子１８の粒度分布の分布幅が狭くなる。なお、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法において、ＣａＯ含有原料の配合量の増加も造粒条件の変更に含まれる。

【0022】

また、焼結機２０の操業条件を変更する場合に、制御部４１は、原料供給装置２１の装入ゲートの開度やカットオフプレート２３の位置を変更する。装入ゲートの開度を変更する場合に、制御部４１は、装入ゲートの開度を狭めてパレット２２に装入される造粒粒子１８の装入量を少なくする。造粒粒子１８の装入量を少なくすることで、装入層の装入密度は低下する。

【0023】

また、カットオフプレート２３の位置を変更する場合に、制御部４１は、カットオフプレート２３の位置を高くして、装入層の装入密度を低下させる。カットオフプレート２３は、造粒粒子１８を下方に押し込むことで、装入層の表面を平らに均すとともに装入層の厚さを予め設定された厚さに合わせている。このため、カットオフプレート２３の位置を高めることで、下方に押し込まれる造粒粒子１８の量が減少するので、装入層の装入密度は低下する。

【0024】

さらに、原料供給装置２１が磁気ブレーキを有する場合には、制御部４１は、磁気ブレーキを強めて、パレット２２に装入される造粒粒子１８の装入量を少なくしてもよい。造粒粒子１８の装入量を少なくすることで、装入層の装入密度は低下する。

【0025】

このように、制御部４１は、造粒機１６の造粒条件や焼結機２０の操業条件を変更して、乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下になるように装入層の装入密度を下げる。これにより、気体燃料を供給することによる焼結鉱の歩留向上効果が得られるようになる。

【0026】

次に、装入層の乾燥基準装入密度と気体燃料供給による歩留向上効果と１２００℃以上の高温保持時間との関係を確認した焼結試験について説明する。図２は、焼結試験で用いた焼結試験装置の断面模式図である。焼結試験装置５０は、点火フード５１と、焼結ポット５２と、ウインドボックス５３とで構成される。点火フード５１には点火バーナ５４が設けられ、焼結ポット５２内に形成された装入層５５の表層に含まれる粉コークスを点火する。

【0027】

焼結ポット５２は、直径３００ｍｍ、高さ６００ｍｍの円筒形状の容器である。焼結ポット５２の上層、中層、下層には、それぞれ位置の温度を測定する熱電対５６が設けられ、下端にはグレートバー５７が設けられている。焼結ポット５２内に焼結原料の造粒粒子を装入して、層厚６００ｍｍの装入層５５を形成した。焼結原料として８９質量％の鉄鉱石と、１１質量％の石灰と、外掛けで４．０質量％の粉コークスとからなる焼結原料の造粒粒子を用いた。ウインドボックス５３から１０ｋＰａの負圧で吸引するとともに、点火フード５１から０．４体積％の都市ガス（ＬＮＧ）を含む空気を点火終了直後から焼成時間全体の約１／３の時間に渡って供給して、焼結原料の装入層５５を焼結する焼結試験を実施した。焼結試験中、３つの熱電対５６を用いて装入層５５の上層、中層、下層の温度を測定した。都市ガスを供給した場合は都市ガスの発熱量分に相当する粉コークスを焼結原料から控除した。また、歩留は、焼結後のサンプルを２ｍ高さから４回落下させ、落下させたサンプルを目開き５ｍｍの篩で篩分けし、篩上となったサンプルの質量を、焼結後のサンプル質量で除することで算出した。

【0028】

図３は、装入層の乾燥基準装入密度とＬＮＧ歩留向上効果との関係を示すグラフである。図３において、横軸は乾燥基準装入密度（ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３）であり、縦軸はＬＮＧ歩留向上効果（ｐｏｉｎｔ）である。ここでＬＮＧ歩留向上効果とは、都市ガスを供給して焼結した焼結鉱の歩留から都市ガスを供給せずに焼結した焼結鉱の歩留を減じた値である。例えば、都市ガスを供給することで、焼結鉱の歩留が８０．０質量％から８１．７質量％に向上した場合、ＬＮＧ歩留向上効果は１．７ｐｏｉｎｔになる。

【0029】

図３に示すように、装入層５５の乾燥基準装入密度が高くなるに従ってＬＮＧ歩留向上効果は低下した。特に、乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３あたりでは、ＬＮＧ歩留向上効果がなくなる傾向がみられた。この結果から、装入層の乾燥基準装入密度が高くなると、気体燃料を供給することによる歩留向上効果が低下することが確認された。また、図３から、乾燥基準装入密度を１．７０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下にすれば、ＬＮＧ歩留向上効果が高まることから、装入層の乾燥基準装入密度を１．７０ｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下にすることが好ましい。さらに、乾燥基準装入密度を１．６０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下にすれば、ＬＮＧ歩留向上効果を最大にできることから、装入層の乾燥基準装入密度を１．６０ｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下にすることがより好ましい。

【0030】

図４は、装入層における造粒粒子の状態を示した模式図である。図４（a）は、装入密度が低い装入層における造粒粒子１８の状態を示す図であり、図４（ｂ）は、装入密度が高い装入層における造粒粒子１８の状態を示す図である。気体燃料は粉コークス等の固体燃料と異なり、気体の通り道となる空隙部のみで燃焼する。装入層の装入密度が低い場合、図４（ａ）に示すように、気体燃料の燃焼空間は広く、当該燃焼空間での気体燃料の局所流速は遅くなる。一方、装入層の装入密度が高い場合、図４（ｂ）に示すように、気体燃料の燃焼空間は狭く、当該燃焼空間での気体燃料の局所流速は早くなる。

【0031】

すなわち、装入層の装入密度が低い場合には、気体燃料の燃焼空間が広く、局所的な気体燃料の流速が遅いので、気体燃料が十分に燃焼し、且つ、その燃焼熱が造粒粒子１８に伝熱するための時間を比較的長く確保できる。この結果、気体燃料の燃焼熱が造粒粒子１８に伝熱し、１２００℃以上の高温保持時間が延長し、これにより、焼結鉱の歩留向上効果が発現したものと考えられる。一方、装入層の装入密度が高い場合には、気体燃料の燃焼空間が狭く、局所的な気体燃料の流速が早いので、気体燃料が十分に燃焼できず、且つ、その燃焼熱が造粒粒子に伝熱するための時間を確保できない。この結果、気体燃料の燃焼熱が造粒粒子１８に伝熱できず、１２００℃以上の高温保持時間が延長せず、焼結鉱の歩留向上効果が発現しにくくなったものと考えられる。

【0032】

図５は、１２００℃以上の高温保持時間とＬＮＧ歩留向上効果との関係を示すグラフである。図５において、横軸はΔ１２００℃以上の高温保持時間（ｓｅｃ）であり、縦軸はＬＮＧ歩留向上効果（ｐｏｉｎｔ）である。ここでΔ１２００℃以上の高温保持時間とは、１２００℃以上の高温保持時間の変化量を示し、「５０」は、１２００℃以上の高温保持時間が５０秒延長したことを意味し、「－５０」は１２００℃以上の高温保持時間が５０秒短縮したことを意味する。

【0033】

図５に示すように、１２００℃以上の高温保持時間が長くなるに従って、ＬＮＧ歩留向上効果は大きくなった。この結果から１２００℃以上の高温保持時間が長くなることで、気体燃料を供給することによる歩留向上効果が高まることが確認された。

【0034】

図６は、乾燥基準装入密度と１２００℃以上の高温保持時間との関係を示すグラフである。図６において、横軸は乾燥基準装入密度（ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３）であり、縦軸はΔ１２００℃以上の高温保持時間（ｓｅｃ）である。

【0035】

図６に示すように、乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３より高くなると、１２００℃以上の高温保持時間はほとんど延長しなかった。一方、乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下であれば、気体燃料を供給することで１２００℃以上の高温保持時間を延長できることが確認された。１２００℃以上の高温保持時間が延長できれば焼結ケーキの強度が向上するので、装入層の乾燥基準装入密度を１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下にすることで焼結鉱の歩留向上が実現できることがわかる。

【0036】

以上、説明したように本実施形態に係る焼結鉱の製造方法では、装入層の乾燥基準装入密度が１．８０ｄｒｙ－ｔｏｎ／ｍ^３以下になるように装入層を形成するので、気体燃料を供給することによる歩留向上効果が得られるようになる。また、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法では、装入層の乾燥基準装入密度を算出する。このように、装入層の乾燥基準装入密度を算出することで、気体燃料を供給することによる歩留向上効果が得られるか否か判断できるようになる。

【符号の説明】

【0037】

１０ 焼結鉱の製造設備
１２ 焼結原料
１４ 造粒水
１６ 造粒機
１８ 造粒粒子
２０ 焼結機
２１ 原料供給装置
２２ パレット
２３ カットオフプレート
２４ 点火炉
２５ 気体燃料供給装置
２６ ウインドボックス
３０ 破砕機
３２ 焼結鉱
４０ 制御装置
４１ 制御部
４２ 記憶部
５０ 焼結試験装置
５１ 点火フード
５２ 焼結ポット
５３ ウインドボックス
５４ 点火バーナ
５５ 装入層
５６ 熱電対
５７ グレートバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】