特許 7568174 焼結鉱の製造装置、焼結鉱の製造方法及び、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】焼結鉱の製造装置、焼結鉱の製造方法及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   C22B 1/20 20060101AFI20241008BHJP

【ＦＩ】

C22B1/20 U

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2024533996

(86)(22)【出願日】2024-02-26

(86)【国際出願番号】 JP2024006881

【審査請求日】2024-06-06

(31)【優先権主張番号】P 2023088691

(32)【優先日】2023-05-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【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】吉田 壮太郎

【審査官】隅川 佳星

(56)【参考文献】

【文献】特開平５－５５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２９８９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｂ １／００ － １／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

循環移動し、かつ焼結鉱の原料の原料層が形成されるパレットと、前記パレット上の前記原料層をラインバーナによって焼結する点火炉と、当該点火炉の下流に位置し、かつ焼結された前記原料層を排鉱する排鉱部と、を有するドワイトロイド式の焼結鉱の製造装置であって、
当該点火炉の上流に位置するカットゲートによって均された前記原料層の層厚である第１の層厚及び、前記排鉱部における前記原料層の層厚である第２の層厚に基づいて、前記原料層の焼締量である焼締量データを生成する焼締量データ生成部と、
前記焼締量データに基づいて、前記点火炉の前記ラインバーナに供給される燃焼ガスの量を調整するガス量調整部と、
を有する、焼結鉱の製造装置。

【請求項2】

前記焼締量データ生成部は、前記パレットの幅方向においてそれぞれ異なる複数の箇所の前記焼締量データを生成する、請求項１に記載の焼結鉱の製造装置。

【請求項3】

前記焼締量データ生成部は、前記パレットの幅方向において等間隔に位置する５か所の前記焼締量データを生成する、請求項２に記載の焼結鉱の製造装置。

【請求項4】

前記点火炉の前記ラインバーナは、前記パレットの幅方向においてそれぞれ異なる複数の領域を加熱し、
前記焼締量データ生成部は、前記ラインバーナの加熱領域に応じた箇所の前記焼締量データを生成する、請求項２又は、３に記載の焼結鉱の製造装置。

【請求項5】

前記点火炉の前記ラインバーナは、前記パレットの幅方向の中央領域及び、前記パレットの幅方向において前記中央領域の両側に配される他の領域を加熱し、
前記ガス量調整部は、前記中央領域の前記燃焼ガスの供給量を、前記他の領域よりも少ない量に調整する、請求項２又は、３に記載の焼結鉱の製造装置。

【請求項6】

前記点火炉において前記原料層に着火される際の、前記原料層の表面温度及び、前記焼締量に基づいて決定される前記表面温度の目標値を取得する表面温度取得部を有し、
前記ガス量調整部は、前記原料層の前記表面温度及び、前記表面温度の前記目標値に基づいて、前記点火炉の前記ラインバーナに供給される燃焼ガスの量を調整する、請求項１～３のいずれかに記載の焼結鉱の製造装置。

【請求項7】

循環移動し、かつ焼結鉱の原料の原料層が形成されるパレットと、前記パレット上の前記原料層をラインバーナによって焼結する点火炉と、当該点火炉の下流に位置し、かつ焼結された前記原料層を排鉱する排鉱部と、を有するドワイトロイド式の焼結鉱の製造装置を用いた焼結鉱の製造方法であって、
当該点火炉の上流に位置するカットゲートによって均された前記原料層の層厚である第１の層厚及び、前記排鉱部における前記原料層の層厚である第２の層厚に基づいて、前記原料層の焼締量である焼締量データを生成する焼締量データ生成工程と、
前記焼締量データ生成工程において生成された前記焼締量データに基づいて、前記点火炉の前記ラインバーナに供給される燃焼ガスの量を調整するガス量調整工程と、
を有する、焼結鉱の製造方法。

【請求項8】

循環移動し、かつ焼結鉱の原料の原料層が形成されるパレットと、前記パレット上の前記原料層をラインバーナによって焼結する点火炉と、当該点火炉の下流に位置し、かつ焼結された前記原料層を排鉱する排鉱部と、を有するドワイトロイド式の焼結鉱の製造装置の動作を制御するコンピューターに、
当該点火炉の上流に位置するカットゲートによって均された前記原料層の層厚である第１の層厚及び、前記排鉱部における前記原料層の層厚である第２の層厚に基づいて、前記原料層の焼締量である焼締量データを生成する焼締量データ生成工程と、
前記焼締量データ生成工程において生成された前記焼締量データに基づいて、前記点火炉の前記ラインバーナに供給される燃焼ガスの量を調整するガス量調整工程と、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドワイトロイド式の焼結鉱の製造装置、焼結鉱の製造方法及び、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

高炉用原料である焼結鉱は、原料として、主に鉄鉱石、石灰石及び生石灰、ＳｉＯ_２系の成分を含む副原料、返鉱並びに、粉コークス等の固体燃料を含む。焼結鉱は、次のようにして製造される。原料は、水分が添加された後に、造粒されて擬似粒子となる。擬似粒子は、パレットに装入される。パレットに装入された疑似粒子は装入原料と称される。

【0003】

パレットは、焼結機において循環するように移動する。装入原料は、焼結機に設けられたカットゲートを通過することにより、その高さが調整される。カットゲートを通過した装入原料は、原料に含まれている固体燃料を燃焼させて焼結鉱となる。焼結鉱は、破砕が行われる排鉱部において、その燃焼が完了する。破砕された焼結鉱は、冷却された後に、整流される。

【0004】

装入原料は、焼結鉱の強度の確保及び、歩留向上の観点から、パレットの幅方向において偏りなく焼成が行われることが好ましい。そこで、装入原料の焼結の偏りを抑止することが行われており、例えば、パレットの幅方向における装入原料の燃焼状態に応じて、パレットの幅方向の装入原料の高さを調整することが、特許文献１に開示されている。

【0005】

また、特許文献２には、焼結機の幅方向の複数位置で焼結層を通過する風速を測定し、風速に応じて焼結機の幅方向に供給される原料の量を調整することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１７－５７４８１号公報

【文献】特開昭６１－２５０１２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載の方法は、パレットに装入された原料層を正面から撮像する必要があり、カメラの配置位置が制限される。また、排鉱部において原料が落ちるタイミングで撮像されるため、鮮明な画像を得ることが困難であり、測定精度にバラつきが生じる問題がある。このため、特許文献１では、歩留まり改善のための調整を迅速に実施することができない問題がある。

【0008】

ところで、焼結の偏りには、原料層が点火された後の表面温度のバラつきが問題となる場合がある。原料層の表面温度のバラつきは、固体燃料として原料に含まれているコークスが偏在することによって生じると考えられている。特許文献２では、コークスの偏りを調整することができないため、焼結の偏りを改善することができない問題がある。

【0009】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、装入原料の焼結の偏りを抑止することが可能な焼結鉱の製造装置、焼結鉱の製造方法及び、プログラ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】

【0010】

上記課題を解決するため、本発明は以下の特徴を有する。
［１］
循環移動し、かつ焼結鉱の原料の原料層が形成されるパレットと、前記パレット上の前記原料層をラインバーナによって焼結する点火炉と、当該点火炉の下流に位置し、かつ焼結された前記原料層を排鉱する排鉱部と、を有するドワイトロイド式の焼結鉱の製造装置であって、
当該点火炉の上流に位置するカットゲートによって均された前記原料層の層厚である第１の層厚及び、前記排鉱部における前記原料層の層厚である第２の層厚に基づいて、前記原料層の焼締量である焼締量データを生成する焼締量データ生成部と、
前記焼締量データに基づいて、前記点火炉の前記ラインバーナに供給される燃焼ガスの量を調整するガス量調整部と、
を有する、焼結鉱の製造装置。
［２］
前記焼締量データ生成部は、前記パレットの幅方向においてそれぞれ異なる複数の箇所の前記焼締量データを生成する、［１］に記載の焼結鉱の製造装置。
［３］
前記焼締量データ生成部は、前記パレットの幅方向において等間隔に位置する５か所の前記焼締量データを生成する、［２］に記載の焼結鉱の製造装置。
［４］
前記点火炉の前記ラインバーナは、前記パレットの幅方向においてそれぞれ異なる複数の領域を加熱し、
前記焼締量データ生成部は、前記ラインバーナの加熱領域に応じた箇所の前記焼締量データを生成する、［２］又は、［３］に記載の焼結鉱の製造装置。
［５］
前記点火炉の前記ラインバーナは、前記パレットの幅方向の中央領域及び、前記パレットの幅方向において前記中央領域の両側に配される他の領域を加熱し、
前記ガス量調整部は、前記中央領域の前記燃焼ガスの供給量を、前記他の領域よりも少ない量に調整する、［２］又は、［３］に記載の焼結鉱の製造装置。
［６］
前記点火炉において前記原料層に着火される際の、前記原料層の表面温度及び、前記焼締量に基づいて決定される前記表面温度の目標値を取得する表面温度取得部を有し、
前記ガス量調整部は、前記原料層の前記表面温度及び、前記表面温度の前記目標値に基づいて、前記点火炉の前記ラインバーナに供給される燃焼ガスの量を調整する、［１］～［３］のいずれかに記載の焼結鉱の製造装置。
［７］
循環移動し、かつ焼結鉱の原料の原料層が形成されるパレットと、前記パレット上の前記原料層をラインバーナによって焼結する点火炉と、当該点火炉の下流に位置し、かつ焼結された前記原料層を排鉱する排鉱部と、を有するドワイトロイド式の焼結鉱の製造装置を用いた焼結鉱の製造方法であって、
当該点火炉の上流に位置するカットゲートによって均された前記原料層の層厚である第１の層厚及び、前記排鉱部における前記原料層の層厚である第２の層厚に基づいて、前記原料層の焼締量である焼締量データを生成する焼締量データ生成工程と、
前記焼締量データ生成工程において生成された前記焼締量データに基づいて、前記点火炉の前記ラインバーナに供給される燃焼ガスの量を調整するガス量調整工程と、
を有する、焼結鉱の製造方法。
［８］
循環移動し、かつ焼結鉱の原料の原料層が形成されるパレットと、前記パレット上の前記原料層をラインバーナによって焼結する点火炉と、当該点火炉の下流に位置し、かつ焼結された前記原料層を排鉱する排鉱部と、を有するドワイトロイド式の焼結鉱の製造装置の動作を制御するコンピューターに、
当該点火炉の上流に位置するカットゲートによって均された前記原料層の層厚である第１の層厚及び、前記排鉱部における前記原料層の層厚である第２の層厚に基づいて、前記原料層の焼締量である焼締量データを生成する焼締量データ生成工程と、
前記焼締量データ生成工程において生成された前記焼締量データに基づいて、前記点火炉の前記ラインバーナに供給される燃焼ガスの量を調整するガス量調整工程と、
を実行させるプログラム。

【発明の効果】

【0011】

本発明の焼結鉱の製造方法及び焼結鉱の製造装置によれば、原料層の焼締量に基づいて、点火炉のラインバーナに供給される燃焼ガスの量を調整する。これにより、原料層の焼締量を適切な状態に調整することができる。したがって、原料層の焼成のバラつきを低減することができ、焼結鉱の歩留まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】焼結鉱の製造装置の概要を示す説明図である。

【図2】焼結鉱の製造装置を上面からみた構成を示す説明図である。

【図3】焼結鉱の製造装置の機能ブロックを示すブロック図である。

【図4】焼結鉱の製造方法の処理フローを示すフロー図である。

【図5】図４のガス量調整工程のサブルーチンを示すフロー図である。

【図6】各ラインバーナの燃焼ガスの供給量を示すグラフである。

【図7】原料層の各領域における表面温度を示すグラフである。

【図8】原料層の各領域における焼締量を示すグラフである。

【図9】返鉱発生量を示すグラフである。

【図10】焼締量と、返鉱発生量と、の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、焼結鉱の製造装置の概要を示している。焼結鉱の製造装置１００は、いわゆるドワイトロイド式の製造装置である。焼結鉱の製造装置１００は、焼結鉱の原料２０を貯蔵するサージホッパー１０を有する。

【0014】

焼結鉱の原料２０は、特には限定されないが、例えば、赤鉄鉱、磁鉄鉱等の種々の鉄鉱石を含む鉄含有原料、石灰石や生石灰等を含むＣａＯ含有原料、ドロマイトや精錬ニッケルスラグ等を含むＭｇＯ含有原料、固体燃料としての粉状のコークス等が挙げられる。鉄含有原料には、製鉄所内に舞い上がるなどして発生した製鉄所内発生ダストが含まれていてもよい。また、焼結鉱の原料には、規定のサイズを満たさない細粒焼結鉱である返鉱などが含まれていてもよい。

【0015】

サージホッパー１０には、これらが水と混合されることによって造粒された擬似粒子の状態で原料２０が貯蔵されている。サージホッパー１０は、貯蔵された原料２０を所定量切り出して排出するロールフィーダー１１を有する。ロールフィーダー１１から排出された原料２０は、分割ゲート１２によって所定の方向に分流された後に、パレット３０に装入される。

【0016】

パレット３０は、一の方向（以下、搬送方向ともいう）Ｄ１に原料を搬送する搬送装置である。パレット３０としては、例えば、循環移動が可能に構成される。

【0017】

パレット３０の搬送方向Ｄ１の下流側には、カットゲート４０が設けられている。カットゲート４０は、パレット３０の幅方向において、高さを一定にして形成された開口を有する。カットゲート４０の開口の高さは、その上流側に位置するパレット３０に装入された原料（以下、原料層とも称する。）２１の高さよりも低く設定されている。したがって、パレット３０がカットゲート４０を通過すると、原料層２１の高さが均される。

【0018】

パレット３０の搬送方向Ｄ１において、カットゲート４０の下流側には、点火炉５０が設けられている。点火炉５０は、パレット３０の上方に設けられている。点火炉５０は、パレット３０の原料層２１に向けて可燃性ガス（以下、燃焼ガスとも称する）を供給可能に構成されている。尚、点火炉５０の下方には、風箱（図示せず）が設けられている。風箱は、パレット３０の下方に設けられ、パレット３０の上方から下方に空気が流れるように空気を吸引する。

【0019】

パレット３０の搬送方向Ｄ１において、点火炉５０の下流側には、表面温度計６０が設けられている。表面温度計６０は、焼結された原料２２の表面温度を測定する温度計である。表面温度計６０としては、特には限定されないが、例えば、サーモカメラを用いることができる。

【0020】

パレット３０の搬送方向Ｄ１において、表面温度計６０の下流側には、層厚レベル計７０が設けられている。層厚レベル計７０は、点火炉５０で燃焼された原料層２１の高さを測定するセンサである。層厚レベル計７０としては、特には限定されないが、例えば、超音波距離計、レーザ距離計等を用いることができる。

【0021】

パレット３０の搬送方向Ｄ１において、層厚レベル計７０の下流側には、焼結された原料層２１を排鉱する排鉱部８０が設けられている。排鉱部８０において、原料層２１の燃焼が終了する。燃焼熱によって焼き固められた原料層２１は、塊状の焼結ケーキとなる。焼結ケーキは、排鉱部８０から外部に排出される。焼結ケーキは、排鉱部８０においてパレット３０から落下する際に搬送方向Ｄ１の幅方向に亀裂が生じて破断される。排鉱部８０から排出された焼結ケーキは、破砕された後に、冷却される。冷却された焼結ケーキは、整粒され、例えば、平均粒径が５．０ｍｍ以上の塊成物からなる成品焼結鉱となる。尚、平均粒径が５．０ｍｍ未満のものは高炉への装入に適さないものとして、再度、焼結鉱の原料として使用される。

【0022】

焼結鉱の製造装置１００は、装置の動作を制御する制御部９０を有する。制御部９０は、原料層２１の焼締量である焼締量データを生成する焼締量データ生成部９１を有する。制御部９０は、焼締量データに基づいて、点火炉５０に供給される燃焼ガスの量を調整するガス量調整部９２を有する。制御部９０は、原料層２１の表面温度及び、原料層２１の表面温度の目標値を取得する表面温度取得部９３を有する。

【0023】

図２は、焼結鉱の製造装置１００を上面からみた構成を示している。図２に示すように、点火炉５０は、搬送方向Ｄ１における幅方向Ｄ２において配列された複数のラインバーナ５１を有する。尚、方向Ｄ２は、パレット３０の幅方向に相当する。

【0024】

図２においては、６本のラインバーナ５１が幅方向Ｄ２において所定の間隔で配列されている。各々のラインバーナ５１は、パレット３０の原料層２１に向けて燃焼ガスを噴出可能に設けられている。また、各々のラインバーナ５１は、燃焼ガスの噴出量を独立して調整可能なバルブ（図示せず）を有している。このように、ラインバーナ５１の各々は、パレット３０の幅方向Ｄ２においてそれぞれ異なる複数の領域を加熱するように配置されるとよい。

【0025】

層厚レベル計７０は、幅方向Ｄ２において所定の間隔で複数配列されている。図２においては、層厚レベル計７０は、幅方向Ｄ２に５つ配列されている。層厚レベル計７０が設けられる数については特には限定されないが、層厚レベル計７０の検出領域及び、パレット３０の幅方向Ｄ２の長さに応じて設けることができる。各々の層厚レベル計７０は、例えば、等間隔で５つ設けられることが好ましい。また、層厚レベル計７０は、搬送方向Ｄ１において点火炉５０よりも下流の任意の位置に設置することができる。尚、層厚レベル計７０の各々は、ラインバーナ５１の加熱領域に対応した位置に設けられているとよい。

【0026】

図３は、焼結鉱の製造装置１００の機能ブロックを示している。図３に示すように、焼結鉱の製造装置１００は、点火炉５０、表面温度計６０、層厚レベル計７０、制御部９０がバスＢを介して互いに通信可能に接続されている。

【0027】

制御部９０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを有する焼結鉱の製造装置１００の動作を制御するコンピューターである。制御部９０は、ＲＯＭから必要なデータ及びソフトウェアのプログラムを読み取り、当該データを対象として当該ソフトウェアのプログラムに従った演算処理を実行する。

【0028】

尚、ＲＯＭには、カットゲート４０によって均された原料層２１の層厚である第１の層厚が格納されている。第１の層厚は、カットゲート４０の開口の高さを用いてもよいし、層厚レベル計（図示せず）を用いて測定されたものであってもよい。またＲＯＭには、焼締量の目標値、当該焼締量の目標値に応じた燃焼ガスの供給量の目標値及び、点火炉５０において原料層２１に着火される際の原料層２１の表面温度の目標値が格納されている。

【0029】

表面温度計６０は、原料層２１に向けて設置されている。表面温度計６０は、温度の計測が開始されると、計測された温度を原料層２１の表面温度として制御部９０のＲＯＭに逐次格納する。

【0030】

各々の層厚レベル計７０は、原料層２１の層厚を測定すると、当該層厚を第２の層厚として制御部９０のＲＯＭに逐次格納する。層厚レベル計７０の各々は、例えば、ラインバーナ５１の加熱領域に対応した各領域の層厚を第２の層厚として制御部９０のＲＯＭに逐次格納する。

【0031】

点火炉５０は、制御部９０からの指令に基づいて、各ラインバーナ５１から燃焼ガスを噴出させる装置である。

【0032】

制御部９０の焼締量データ生成部９１は、第１の層厚及び、排鉱部８０における原料層２１の層厚である第２の層厚に基づいて、原料層２１の焼締量である焼締量データを生成する。

【0033】

焼締量は、焼成による原料層２１の収縮の度合いとして生成することができる。焼締量データ生成部９１は、例えば、第１の層厚から第１の層厚に対応する領域の第２の層厚を差し引くことにより焼締量を求め、当該焼締量を焼締量データとして生成する。焼締量データ生成部９１は、生成した焼締量データをＲＯＭに格納する。

【0034】

ガス量調整部９２は、焼締量データ生成部９１が生成した焼締量データに基づいて、点火炉５０に供給される燃焼ガスの量を調整する。ガス量調整部９２は、例えば、ラインバーナ５１に設けられているバルブ（図示せず）の開度を調整することにより、点火炉５０に供給される燃焼ガスの量を調整する。また、ガス量調整部９２は、ラインバーナ５１の各々に設けられているバルブ（図示せず）に対して独立して開度を調整するとよい。

【0035】

表面温度取得部９３は、ＲＯＭを参照することで、原料層２１の表面温度及び、原料層２１の表面温度の目標値を取得する。尚、原料層２１の表面温度の目標値は、焼締量に基づいて決定されるとよい。原料層２１の表面温度の目標値は、例えば、目標値となる焼締量に対応する表面温度の関係を試験等により導き出しておき、当該焼締量に対応した原料層２１の表面温度で決定されるとよい。

【0036】

図４は、焼結鉱の製造方法の処理フローを示している。焼結鉱の製造方法の処理フローは、例えば、焼結鉱の製造装置１００の稼働によって実行される。図４に示すように、焼結鉱の製造方法の処理フローが実行されると、焼締量データ生成部９１は、第１の層厚及び、第２の層厚をＲＯＭから読み出す。焼締量データ生成部９１は、第１の層厚及び、第２の層厚に基づいて、原料層２１の焼締量である焼締量データを生成して、焼締量データ生成工程を実行する（ステップＳ１０１）。

【0037】

ステップＳ１０１の焼締量データ生成工程において、焼締量データ生成部９１は、カットゲート４０の開口高さである第１の層厚及び、各々の層厚レベル計７０によって測定された第２の層厚を用いて、それぞれの焼締量データを生成するとよい。

【0038】

焼締量データ生成部９１は、パレット３０の幅方向Ｄ２においてそれぞれ異なる複数の箇所の焼締量データを生成するとよい。具体的には、焼締量データ生成部９１は、ラインバーナ５１の加熱領域に応じた箇所の焼締量データを生成するようにするとよい。このように、焼締量データを生成することにより、パレット３０の幅方向Ｄ２における焼締量の偏りを把握することができる。尚、焼締量データ生成部９１は、焼締量データに対応するラインバーナ５１に供給される燃焼ガスの量の目標値を生成するとよい。

【0039】

次いで、表面温度取得部９３は、ＲＯＭを参照することで、原料層２１の表面温度及び、原料層２１の表面温度の目標値を取得することにより、表面温度取得工程を実行する（ステップＳ１０２）。

【0040】

ガス量調整部９２は、ステップＳ１０１で生成された焼締量データに基づいて、点火炉５０に供給される燃焼ガスの量を調整することにより、ガス量調整工程が実行される（ステップＳ１０３）。

【0041】

ガス量調整部９２は、ステップＳ１０３のガス量調整工程において、例えば、ステップＳ１０１で生成された焼締量データが予め定めた目標値となるように、点火炉５０に供給される燃焼ガスの量を調整する。このとき、ガス量調整部９２は、ステップＳ１０２の表面温度取得工程で取得した原料層２１の表面温度の目標値に近づくように、燃焼ガスの量を調整するとよい。原料層２１の表面温度は、焼締量と高い関係性がある。したがって、焼締量データ及び、原料層２１の表面温度の目標値の２つの要素を用いて燃焼ガスの量を調整することにより、焼締量を適切な状態に近づけることが可能となる。

【0042】

図５は、ガス量調整部９２によるガス量調整工程のサブルーチンを示している。図５に示すように、ガス量調整部９２は、ガス量調整工程が開始されると、焼締量及び、焼締量の目標値である焼締量目標値を取得して、焼締量取得工程を実行する（Ｓ２０１）。

【0043】

ガス量調整部９２は、ステップＳ２０１で取得した焼締量と焼締量目標値との差が閾値以内か判定する（ステップＳ２０２）。

【0044】

ガス量調整部９２は、ステップＳ２０２の判定が閾値以下である場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、設定を維持して（ステップＳ２０３）、処理を終了する。

【0045】

ガス量調整部９２は、ステップＳ２０２の判定が閾値以下ではない場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、各ラインバーナ５１から噴出される燃焼ガスの量及び、各ラインバーナ５１から噴出される燃焼ガスの量の目標値を取得する（ステップＳ２０４）。

【0046】

ガス量調整部９２は、ステップＳ２０４で取得された噴出される燃焼ガスの量が、ステップＳ１０１で作成された目標値に近づくようにかつ、ステップＳ１０２で取得された原料層２１の表面温度が目標値に近づくように設定を変更する（ステップＳ２０５）。

【0047】

ガス量調整部９２は、ステップＳ２０１の焼締量取得工程に戻り、ステップＳ２０２の閾値の判定工程において、閾値以下であると判定されるまで、上記の処理を繰り返し行う。ガス量調整部９２は、ステップＳ２０１～Ｓ２０５までの処理を、いわゆるＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御によって行うとよい。

【0048】

以上のように、本実施形態の焼結鉱の製造装置１００及び、焼結鉱の製造方法によれば、原料層２１の焼締量に基づいて、点火炉５０のラインバーナ５１に供給される燃焼ガスの量を調整する。これにより、原料層２１の焼締量を適切な状態に調整することができる。また、当該燃焼ガスの量の調整を、パレット３０の幅方向Ｄ２に配列された複数のラインバーナ５１の各々に対して行うことにより、パレット３０の幅方向Ｄ２における焼成のばらつきを低減することができ、焼結鉱の歩留まりを向上させることができる。

【0049】

また、原料層２１の表面温度を目標値に近づくように、点火炉５０のラインバーナ５１に供給される燃焼ガスの量を調整することにより、原料層２１の焼締量をより適切な状態に調整することができる。

【0050】

尚、焼締量は、パレット３０の幅方向Ｄ２において偏りが生じやすい。例えば、パレット３０の幅方向Ｄ２においては、中央側よりも、端部側の方が返鉱の確率が高くなる傾向がある。このような場合、中央側の燃焼ガスの供給量を端部側よりも少ない量に調整するようにするとよい。具体的には、ラインバーナ５１は、パレット３０の幅方向Ｄ２の中央領域及び、中央領域の両側に配される他の領域を加熱するように複数配されるようにするとよい。また、ガス量調整部９２は、中央領域の燃焼ガスの供給量を、他の領域よりも少ない量に調整するようにするとよい。

【0051】

尚、ステップＳ１０２の表面温度取得工程は、任意に実行される工程である。したがって、実施形態の態様によっては、当該工程は省略されてもよい。この場合、ステップＳ２０５の設定変更工程においては、ガス量調整部９２は、ステップＳ２０４で取得された噴出される燃焼ガスの量が、ステップＳ１０１で作成された目標値に近づくように設定を変更するとよい。

【実施例】

【0052】

点火炉のラインバーナに供給される燃焼ガスの量の態様を変更して、焼結鉱の製造を行い、返鉱量の比較を行った。パレットの幅方向において５つのラインバーナを均等な間隔で配置した。各々のラインバーナの供給される燃焼ガスの量を一定にした場合を比較例とした。各々のラインバーナの供給される燃焼ガスの量を、原料層の焼締量に応じて調整した場合を実施例とした。

【0053】

比較例における各ラインバーナに供給される燃焼ガスの供給量は次の通りとした。図６は、パレットの幅方向に配列されたラインバーナの燃焼ガスの供給量を示すグラフである。図６において、ラインバーナ１～５は、パレットの幅方向において、端部から順に配されている。ラインバーナ１、５は、パレットの幅方向の端部に配されている。ラインバーナ３は、パレットの幅方向の中央に配されている。ラインバーナ２、４は、パレットの幅方向において、ラインバーナ１、５及びラインバーナ３の間に配されている。図６に示されるように、比較例では、ラインバーナ１～５に供給される燃焼ガスの量は、２８８Ｎｍ^３/ｈとした。

【0054】

図６に示す条件で原料層の焼成を行った。その際の比較例における原料層の表面の温度は次の通りであった。図７は、パレットの幅方向に拡がる各領域における原料層の表面温度を示すグラフである。図７に示されるように、比較例において、北の領域では、原料層の表面温度が２７０℃であった。また、中央の領域では、原料層の表面温度が２５２℃であった。南の領域では、原料層の表面温度が２８６℃であった。

【0055】

図６に示す条件で原料層の焼成を行った。その際の比較例における原料層の焼締量は次の通りであった。図８は、パレットの幅方向に拡がる各領域における原料層の焼締量を示すグラフである。図８において、領域１～５は、ラインバーナ１～５の設置位置に対応する領域である。比較例では、パレット３０の幅方向において中央側と、端部側とでは焼締量に差が生じた。具体的には、パレット３０の幅方向において中央側の焼締量は、他の領域よりも高い値となった。

【0056】

図６に示す条件で原料層の焼成を行った。その際の比較例における返鉱発生量は次の通りであった。図９は、単位時間当たりの返鉱発生量を示すグラフである。図９に示されるように、比較例の返鉱量は、１４９．３ｔ／ｈであった。

【0057】

続いて、実施例の返鉱量を求めた。実施例において、焼締量の目標値は、焼締量と、返鉱量と、の関係に基づいて設定した。図１０は、焼締量と、返鉱量と、の関係を示すグラフである。図１０に示すように、焼締量が５０～９０ｍｍにかけて、返鉱原単位が減少する傾向がある。焼締量が９０ｍｍに達すると、以降は返鉱原単位がほぼ一定となる。したがって、焼締量が９０ｍｍより高い値に設定しても返鉱原単位の減少効果が得られにくくなる。実施例においては、目標焼締量を９０ｍｍに設定した。

【0058】

実施例においては、比較例で得られた焼締量が目標焼締量の９０ｍｍとなるように、燃焼ガスの供給量を調整した。ガス量調整部による燃焼ガスの供給量の調整例としては、例えば、図８における領域４の焼締量が５０ｍｍと測定された場合、ガス量調整部は、当該領域４を加熱するラインバーナに供給される燃焼ガスの供給量を２８８Ｎｍ^３／ｈよりも増やす調整を行う。当該燃焼ガスの供給量の調整は、焼締量が９０ｍｍとなるまで行われる。

【0059】

また、例えば、図８における領域３の焼締量が１３０ｍｍと測定された場合、ガス量調整部９２は、当該領域３を加熱するラインバーナに供給される燃焼ガスの供給量を７６Ｎｍ^３／ｈよりも減らす調整を行う。当該燃焼ガスの供給量の調整は、焼締量が９０ｍｍとなるまで行われる。

【0060】

このようにしてガス量調整部による、燃焼ガスの供給量の調整が行われた結果、実施例では、図６に示すように、ラインバーナ１、２、４、５に供給される燃焼ガスの量が３４１Ｎｍ^３/ｈであった。ラインバーナ３に供給される燃焼ガスの量は、７６Ｎｍ^３/ｈであった。パレットの幅方向において中央側に配されているラインバーナ３の燃焼ガスの供給量は、パレットの幅方向において端部側に配されているラインバーナ１，２，４，５の燃焼ガスの供給量の１／３以下であった。

【0061】

図６に示す条件で原料層の焼成を行った。その際の実施例における原料層の表面の温度は次の通りであった。図７に示すように、実施例において、北の領域では、原料層の表面温度が２８０℃であった。また、中央の領域では、原料層の表面温度が１０３℃であった。南の領域では、原料層の表面温度が２６６℃であった。

【0062】

図６に示す条件で原料層の焼成を行った。その際の実施例における原料層の焼締量は、図８に示すように、領域１～５のいずれの領域においても９０ｍｍであった。

【0063】

図６に示す条件で原料層の焼成を行った。その際の実施例における返鉱発生量は次の通りであった。図９は、単位時間当たりの返鉱発生量を示すグラフである。図９に示されるように、実施例の返鉱量は、１４１．０ｔ／ｈであった。したがって、実施例は、比較例よりも返鉱量が８．３ｔ／ｈ低いことが分かった。

【0064】

このように、パレットの幅方向中央のガス量を他と比較して減少させることにより、焼締量に偏りの抑制されることがわかった。中央部の原料層は、表面温度が低くても十分に焼き締まる傾向があることがわかった。端部の原料層は、表面温度が高くなければ、十分な焼き締まりが得られない傾向があることがわかった。

【0065】

ガス量調整部は、実施例のように焼締量が目標値に達するようにガスの供給量を調整することで、原料層の焼締量を均一にすることができる。その結果、返鉱の発生量が低減されることが確認された。

【0066】

すなわち、返鉱発生量は、原料層の焼成が不均一になると増加し、原料層の焼成が均一になる（焼成のばらつきが低減する）ほど減少することがわかった。また、返鉱発生量が減少するということは、整粒後に粒径の大きい成品焼結鉱が多く製造されることを意味する。原料層の焼成を均一化するためには、パレットの幅方向の原料中の熱量を均一化し、焼成ムラを改善することが有効であることがわかった。

【符号の説明】

【0067】

１００ 焼結鉱の製造装置
２０ 原料
２１ 原料層
３０ パレット
４０ カットゲート
５０ 点火炉
５１ ラインバーナ
６０ 表面温度計
７０ 層厚レベル計
８０ 排鉱部
９０ 制御部
９１ 焼締量データ生成部
９２ ガス量調整部
９３ 表面温度取得部

【要約】

【課題】 装入原料の焼結の偏りを抑止することが可能な焼結鉱の製造装置を提供する。
【解決手段】 焼結鉱の製造装置は、ドワイトロイド式の焼結鉱の製造装置である。焼結鉱の製造装置は、循環移動し、かつ焼結鉱の原料の原料層が形成されるパレットと、前記パレット上の前記原料層をラインバーナによって焼結する点火炉と、当該点火炉の下流に位置し、かつ焼結された前記原料層を排鉱する排鉱部と、を有する。焼結鉱の製造装置は、当該焼結機の上流に位置するカットゲートによって均された前記原料層の層厚である第１の層厚及び、前記排鉱部における前記原料層の層厚である第２の層厚に基づいて、前記原料層の焼締量である焼締量データを生成する焼締量データ生成部と、前記焼締量データに基づいて、前記焼結機の前記ラインバーナに供給される燃焼ガスの量を調整するガス量調整部と、を有する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】