特許 7605330 造粒装置、造粒焼結原料の製造方法および焼結鉱の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】造粒装置、造粒焼結原料の製造方法および焼結鉱の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 1/16 20060101AFI20241217BHJP

   F27B 21/08 20060101ALI20241217BHJP

   C22B 1/216 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

C22B1/16 K

F27B21/08 Z

C22B1/216

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023546185

(86)(22)【出願日】2023-04-14

(86)【国際出願番号】 JP2023015186

(87)【国際公開番号】W WO2023210411

(87)【国際公開日】2023-11-02

【審査請求日】2023-07-31

(31)【優先権主張番号】P 2022073925

(32)【優先日】2022-04-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】岩見 友司

(72)【発明者】

【氏名】藤原 頌平

(72)【発明者】

【氏名】樋口 隆英

(72)【発明者】

【氏名】今井 佑治

【審査官】池田 安希子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１６７８８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１７２９０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｂ １／００ － ６１／００

Ｆ２７Ｂ ２１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材を含む焼結原料を造粒する造粒装置であって、
前記焼結原料が投入される投入口と、造粒された焼結原料が排出される排出口と、が設けられ、横方向を回転軸として回転する筒状のドラムと、
前記ドラム内であって、前記投入口から前記投入口と前記排出口との中間位置までの間の前半部分のみに設けられる蒸気配管と、
前記蒸気配管に接続され、前記焼結原料の堆積面に蒸気を噴出させる複数のノズルと、を有し、
前記複数のノズルは、前記焼結原料の堆積面から５００ｍｍ以上離れて設けられ、
前記複数のノズルのうち、半数以上のノズルの蒸気噴出方向が前記排出口側を向くように傾けて設けられる、造粒装置。

【請求項2】

前記複数のノズルのうち、半数以上のノズルの蒸気噴出方向が前記排出口側を向くように傾けて設けられ、残りのノズルの蒸気噴出方向が前記焼結原料の堆積面に対して垂直に蒸気を噴出されるように設けられる、請求項１に記載の造粒装置。

【請求項3】

前記複数のノズルの蒸気噴出方向は、ノズルの位置が前記排出口に近づくに従って大きく前記排出口側を向くように傾けて設けられる、請求項１または請求項２に記載の造粒装置。

【請求項4】

造粒装置を用いて、鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材を含む焼結原料を造粒する造粒焼結原料の製造方法であって、
前記造粒装置は前記焼結原料が投入される投入口と、造粒された焼結原料が排出される排出口と、が設けられ、横方向を回転軸として回転する筒状のドラムを有し、
前記ドラム内であって、前記投入口から前記投入口と前記排出口との中間位置までの間の前半部分で前記焼結原料の堆積面から５００ｍｍ以上離れた位置から前記焼結原料に蒸気を吹き込んで、前記蒸気を吹き込まないで造粒した造粒焼結原料よりも１０℃以上高い造粒焼結原料とし、
前記焼結原料に吹き込まれる全蒸気量のうち、半分以上の蒸気の噴出方向が前記排出口側を向くように傾けて吹き込まれる、造粒焼結原料の製造方法。

【請求項5】

請求項４に記載の造粒焼結原料の製造方法を用いて造粒された造粒焼結原料を焼結機で焼結して焼結鉱を製造する、焼結鉱の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、焼結原料を造粒する造粒装置、造粒焼結原料の製造方法および焼結鉱の製造方法に関する。

【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式焼結機（以下、「焼結機」と記載する場合がある。）を用いて製造される。焼結原料は、焼結機の無端移動式のパレットに装入され、装入層が形成される。装入層の厚さ（高さ）は４００～８００ｍｍ程度である。その後、装入層の上方に設置された点火炉により、装入層表層の炭材に点火される。パレットの下に配設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、パレットの移動につれて次第に下層にかつ前方に進行する。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。その後、得られた焼結ケーキは、排鉱部において破砕され、クーラーで冷却され、整粒されて成品焼結鉱となる。

【0003】

上述した焼結機を用いた焼結鉱の製造では、焼結原料を予熱乾燥することで装入層の湿潤帯が占める割合を縮小させて装入層の通気性を向上させ、焼結鉱の生産性を向上させる技術が知られている。例えば、特許文献１には、焼結原料を造粒する造粒時に水蒸気などの蒸気を吹込み、焼結原料を加熱する造粒焼結原料の製造方法が開示されている。特許文献１によれば、水蒸気を吹込みながら焼結原料を造粒することで焼結原料が予熱乾燥され、装入層の通気性が向上して焼結鉱の生産率が向上できるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開２０１９／１６７８８８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示の方法は、蒸気を吹き込みながら焼結原料を造粒するので、焼結原料に吹き込む蒸気を別途用意する必要がある。このため、蒸気を用意するのに要するコストにより焼結鉱の製造コストが上昇するという課題があった。一方、蒸気を用いて効率的に焼結原料を加熱できれば、使用する蒸気の量を削減でき、焼結鉱の製造コストの上昇を抑制できる。本発明は、このような従来技術の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、焼結原料に蒸気を吹き込んで、効率的に焼結原料を加熱できる造粒装置、造粒焼結原料の製造方法および当該造粒焼結原料の製造方法を用いた焼結鉱の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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、ＣａＯ含有原料および凝結材を含む焼結原料を造粒する造粒装置であって、前記焼結原料が投入される投入口と、造粒された焼結原料が排出される排出口と、が設けられ、横方向を回転軸として回転する筒状のドラムと、前記ドラム内であって、前記投入口から前記投入口と前記排出口との中間位置までの間の前半部分のみに設けられる蒸気配管と、前記蒸気配管に接続され、前記焼結原料の堆積面に蒸気を噴出させる複数のノズルと、を有し、前記複数のノズルは、前記焼結原料の堆積面から５００ｍｍ以上離れて設けられる、造粒装置。
［２］前記複数のノズルのうち、半数以上のノズルの蒸気噴出方向が前記排出口側を向くように傾けて設けられ、残りのノズルの蒸気噴出方向が前記焼結原料の堆積面に対して垂直に蒸気を噴出されるように設けられる、［１］に記載の造粒装置。
［３］前記複数のノズルの蒸気噴出方向は、ノズルの位置が前記排出口に近づくに従って大きく前記排出口側を向くように傾けて設けられる、［１］または［２］に記載の造粒装置。
［４］造粒装置を用いて、鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材を含む焼結原料を造粒する造粒焼結原料の製造方法であって、前記造粒装置は前記焼結原料が投入される投入口と、造粒された焼結原料が排出される排出口と、が設けられ、横方向を回転軸として回転する筒状のドラムを有し、前記ドラム内であって、前記投入口から前記投入口と前記排出口との中間位置までの間の前半部分で前記焼結原料の堆積面から５００ｍｍ以上離れた位置から前記焼結原料に蒸気を吹き込んで、前記蒸気を吹き込まないで造粒した造粒焼結原料よりも１０℃以上高い造粒焼結原料とする造粒焼結原料の製造方法。
［５］前記焼結原料に吹き込まれる全蒸気量のうち、半分以上の蒸気の噴出方向が前記排出口側を向くように傾けて吹き込まれる、［４］に記載の造粒焼結原料の製造方法。
［６］［４］または［５］に記載の造粒焼結原料の製造方法を用いて造粒された造粒焼結原料を焼結機で焼結して焼結鉱を製造する、焼結鉱の製造方法。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る造粒装置を用いることで、焼結原料に蒸気を吹き込んで効率的に加熱できるので、造粒時に用いる蒸気の蒸気原単位を削減できる。この加熱された造粒焼結原料を用いることで、装入層の通気性が向上し焼結鉱の生産率が向上するので、本発明に係る造粒装置を用いることで、焼結鉱の生産率の向上と焼結鉱の製造コスト上昇の抑制とが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態に係る造粒装置であるドラムミキサー３２を有する焼結鉱製造設備１０の一例を示す模式図である。

【図2】図２は、ドラムミキサー出側の焼結原料の温度と、装入層の通気性指数ＪＰＵとの関係を示すグラフである。

【図3】図３は、ドラムミキサー出側の焼結原料の温度と、装入層の通気性指数ＪＰＵとの関係を示すグラフである。

【図4】図４は、ドラムミキサーの構成を説明する模式図である。

【図5】図５は、複数のノズルの位置を示すドラムミキサーの断面図である。

【図6】図６は、蒸気吹き込み実験の結果を示すグラフである。

【図7】図７は、蒸気配管を示す模式図である。

【図8】図８は、蒸気吹き込み実験の結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明する。図１は、本実施形態に係る造粒装置であるドラムミキサー３２を有する焼結鉱製造設備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。

【0010】

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、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がそれぞれ貯留される。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。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３２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。

【0011】

ドラムミキサー３２は、焼結原料に蒸気を吹き付けながら造粒する造粒装置である。ドラムミキサー３２は、横方向を回転軸として回転する筒状のドラム３３と、蒸気配管３６と、蒸気配管３６に接続され、焼結原料の堆積面に水蒸気３８を噴出させる複数のノズル３７とを有する。なお、水蒸気は蒸気の一例である。

【0012】

筒状のドラム３３には、当該ドラム３３の一端面側に設けられ、焼結原料が投入される投入口３４と、ドラム３３の他端面側に設けられ、造粒された造粒焼結原料（以後、擬似粒子と記載する。）が排出される排出口３５と、が設けられている。蒸気配管３６は、ドラム３３内であって、投入口３４から、投入口３４と排出口３５との中間位置までの間の前半部分となる領域に設けられる。複数のノズル３７は、焼結原料の堆積面から垂直方向に５００ｍｍ以上離れた位置に設けられ、当該位置から焼結原料の堆積面に向けて水蒸気を吹き込む。

【0013】

このように、水蒸気を吹き込みながら焼結原料を造粒して擬似粒子を製造することで、水蒸気を吹き込まないで造粒された擬似粒子よりも１０℃以上高い温度の平均粒径３．０ｍｍ程度の擬似粒子に造粒している。擬似粒子は、搬送コンベア３９によって焼結機４０に搬送される。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。また、ドラムミキサー３２は、焼結原料を造粒する造粒装置の一例である。

【0014】

焼結機４０は、例えば、下方吸引式のドワイトロイド式焼結機である。焼結機４０は、焼結原料供給装置４２と、無端移動式のパレット台車４４と、点火炉４６と、ウインドボックス４８とを有する。焼結原料供給装置４２から焼結原料がパレット台車４４に装入され、焼結原料の装入層が形成される。装入層は点火炉４６で点火される。ウインドボックス４８を通じて空気を吸引することで、装入層内で凝結材１８を燃焼させつつ装入層内の燃焼・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。本実施形態では、気体燃料供給装置４７を備えても良い。気体燃料供給装置４７から供給される気体燃料は、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、都市ガス、天然ガス、メタンガス、エタンガス、プロパンガス、シェールガスおよびそ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である。

【0015】

焼結ケーキは、破砕機５０によって破砕され焼結鉱にされる。破砕機５０で破砕された焼結鉱は、冷却機５２によって冷却される。冷却機５２によって冷却された焼結鉱は、複数の篩を有する篩分け装置５４によって篩分けされ、粒径５ｍｍ超の成品焼結鉱５６と、粒径５ｍｍ以下の返鉱５８とに篩分けされる。成品焼結鉱５６は、高炉原料として用いられる。一方、返鉱５８は、搬送コンベア６０によって原料供給部２０の配合槽２８に搬送される。本実施形態において、成品焼結鉱５６の粒径および返鉱５８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。成品焼結鉱５６および返鉱５８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。

【0016】

このように、焼結鉱製造設備１０を用いた焼結鉱の製造では、ドラムミキサー３２で焼結原料に水蒸気を吹き込んで焼結原料を造粒するとともに加熱している。これにより、焼結原料の装入層の通気性が向上し、焼結原料の生産率が向上する。図２は、ドラムミキサー出側の擬似粒子の温度と、装入層の通気性指数ＪＰＵとの関係を示すグラフである。図２の横軸はドラムミキサー３２から排出された擬似粒子の温度（℃）である。擬似粒子の温度は、ドラムミキサー３２から排出された擬似粒子の平均温度である。

【0017】

ドラムミキサー３２に投入される前の焼結原料の温度は３５．０℃である。焼結原料はＣａＯ含有原料を含む。ＣａＯは水と反応してＣａ（ＯＨ）_２を生成する際に発熱するので、水蒸気を吹き込まなくても焼結原料の温度は３５．０℃から約４２．５℃に上昇する。図２の横軸が４２．５℃のプロットは焼結原料に水蒸気を吹き込まずに焼結原料を造粒した造粒例であり、他のプロットは焼結原料に水蒸気を吹き込んで造粒し、焼結原料を加熱させた造粒例である。

【0018】

図２の縦軸は装入層の通気性指数ＪＰＵである。ＪＰＵとは、擬似粒子をパレットに装入することで形成された装入層を、冷間で下向きに大気を吸引して測定される通気性指数である。通気性指数ＪＰＵは、下記（１）式を用いて算出される。

【0019】

ＪＰＵ＝Ｖ／［Ｓ×（ΔＰ／ｈ）^０．６］・・・（１）
上記（１）式において、Ｖは風量（ｍ^３／ｍｉｎ）であり、Ｓは焼結機の有効面積（ｍ^２）であり、ｈは装入層高さ（ｍｍ）であり、ΔＰは圧力損失（ｍｍＨ_２Ｏ）である。

【0020】

装入層の通気性が高いと通気性指数ＪＰＵは大きくなり、通気性が低いと通気性指数ＪＰＵは小さくなる。図２に示すように、焼結原料に水蒸気を吹込み、擬似粒子の温度を４２．５℃よりも高くすることで装入層の通気性は向上した。また、４２．５℃から１０℃以上温度が高められた５６．０℃の擬似粒子によって形成された装入層の通気性は、４７．０℃の擬似粒子によって形成された装入層の通気性よりも顕著に高くなった。この結果から、焼結原料に水蒸気を吹き込んで造粒し、水蒸気を吹き込まずに造粒した擬似粒子よりも１０℃以上高い温度の擬似粒子とすることが好ましく、これにより、高い通気性の装入層が形成される擬似粒子となることがわかる。

【0021】

図３は、ドラムミキサー出側の擬似粒子の温度と、焼結鉱の生産率との関係を示すグラフである。図３の横軸はドラムミキサー３２から排出された擬似粒子の温度（℃）である。図３の縦軸は、焼結鉱の生産率（ｔ／（ｈｒ×ｍ^２））である。図３に示すように、温度が４３．５℃から１０℃以上高い温度の５６．０℃の擬似粒子を用いて焼結鉱を生産した焼結鉱の生産率は、４７．０℃の擬似粒子を用いて焼結鉱を生産した焼結鉱の生産率よりも顕著に高くなった。この結果と図２の結果から、焼結原料に水蒸気を吹き込んで造粒し、水蒸気を吹き込まずに造粒した擬似粒子よりも１０℃以上高い温度の擬似粒子とし、当該擬似粒子を用いて焼結鉱を製造することで、焼結鉱の生産率の向上が実現できることがわかる。

【0022】

次に、焼結原料の水蒸気を吹き込み、ドラムミキサー３２から排出される擬似粒子の温度を効率的に高めることができるドラムミキサー３２の構成について説明する。ドラム３３は横方向を回転軸として回転するので、ドラム３３内の焼結原料の堆積位置は、鉛直下方に対してドラム３３の回転方向に傾いている。複数のノズル３７は、焼結原料の堆積面から垂直方向に５００ｍｍ以上離れた位置に設けられている。このように、複数のノズル３７を焼結原料の堆積面から垂直方向に５００ｍｍ以上離れた位置に設けることで、擬似粒子の温度を効率的に高めることができる。ドラムミキサー３２における回転軸は、略水平にしてよい。また、擬似粒子を効率良く排出するため、投入口３４に対して排出口３５が鉛直方向の下方に位置するように回転軸を傾けてもよい。

【0023】

図４は、ドラムミキサー３２の構成を説明する模式図である。図４（ａ）はドラムミキサー３２の断面模式図である。図４（ｂ）は蒸気配管３６の模式図である。なお、図４（ｂ）では、複数のノズル３７を各ノズルから噴出される水蒸気の噴出方向を示す矢印で示している。

【0024】

図４に示すように、本実施形態に係るドラムミキサー３２において、蒸気配管３６は、ドラム３３の投入口３４から、投入口３４と排出口３５との中間位置までの間の前半部分となる投入口３４から５０００ｍｍまでの位置に設けられている。また、蒸気配管３６には、１５固のノズル３７が３５０ｍｍピッチでそれぞれ設けられている。これら複数のノズル３７のうち、投入口３４側から１～７番目のノズルは、焼結原料の堆積面に対して垂直に水蒸気が噴出されるように設けられている。投入口３４側から８～１４番目のノズルは、排出口３５側を向くように、焼結原料の堆積面に対する垂線に対して排出口３５側に３０°傾斜して設けられている。最も排出口３５側に近いノズルは、焼結原料の堆積面に対する垂線に対して排出口３５側に４５°傾斜して設けられている。即ち、複数のノズル３７のうち、半数以上のノズルの蒸気噴出方向が排出口３５側を向くように傾けて設けられ、残りのノズルの蒸気噴出方向が焼結原料の堆積面に対して垂直に蒸気を噴出されるように設けられる。

【0025】

図５は、複数のノズルの位置を示すドラムミキサーの断面図である。ノズルの設置位置の効果を確認するため、図４に示したドラムミキサーであって、ノズルの位置を焼結原料６２の堆積面からの垂直方向の距離が１００ｍｍ、３００ｍｍ、５００ｍｍ、１５００ｍｍおよび２５００ｍｍとなるように蒸気配管を設けたドラムミキサーを製作し、当該ドラムミキサーを用いて蒸気吹き込み実験を実施した。

【0026】

図６は、蒸気吹き込み実験の結果を示すグラフである。図６の横軸はドラムミキサー内の位置（ｍ）であり、縦軸は焼結原料の温度（℃）である。図６において、焼結原料の温度は、横軸に示したドラムミキサー内の各位置における焼結原料の平均温度である。本実験（蒸気吹き込み実験）の条件は、何れの実験例（１～５）においても、蒸気吹込み量を７．５ｔ／ｈ、蒸気温度を１７０℃（蒸気配管の圧力：０．７ＭＰａ）、原料（焼結原料）投入量を７３０ｔ／ｈとして、実験を行った。

【0027】

図６に示すように、焼結原料の堆積面からの垂直方向の距離が５００ｍｍ未満の実験例１、２のドラムミキサーでは、投入口付近の温度は高くなるものの、その後、温度は低下していき、これらのドラムミキサーから排出される擬似粒子の温度は低くなった。一方、焼結原料の堆積面からの垂直方向の距離が５００ｍｍ以上離れた実験例３、４、５のドラムミキサーでは、投入口付近の温度は低いもののその後の温度低下が抑制され、これらのドラムミキサーから排出される擬似粒子の温度は実験例１、２よりも高くなった。これらの結果から、焼結原料の堆積面から垂直方向に５００ｍｍ以上離れた位置に複数のノズルを設け、当該ノズルから焼結原料に水蒸気を吹き込むことで、焼結原料の堆積面から垂直方向に５００ｍｍ未満の位置に複数のノズルを設けた場合よりもドラムミキサーから排出される擬似粒子の温度が高められることが確認された。このように、本実施形態に係るドラムミキサーでは、蒸気を吹き込んで効率よく擬似粒子の温度を高めることができるので、吹き込む蒸気量が同じであるならばドラムミキサーから排出される擬似粒子の温度をより高めることができ、ドラムミキサーから排出される擬似粒子の温度が同じであるならば、水蒸気の吹き込み量をより少なくできることがわかる。

【0028】

一方、ドラムミキサーから排出される擬似粒子の水分量も重要である。ドラムミキサーから排出される擬似粒子の水分量が目標水分量（６．５質量％）未満になると、焼結原料の造粒が進行せず、造粒後の擬似粒子の粒径が小さくなる。このように擬似粒子の粒径が小さくなると、当該粒径の小さい擬似粒子によって形成される装入層の通気性が悪化して焼結鉱の生産率が低下する。

【0029】

図７は、蒸気配管を示す模式図である。図７においても、複数のノズルを各ノズルから噴出される水蒸気の噴出方向を示す矢印で示している。図７（ａ）は、噴出される水蒸気の噴出方向が鉛直下方になるように複数のノズルが設けられた実験例１１の蒸気配管である。図７（ｂ）は、複数のノズルのうち、投入口側から１～７番目のノズルから噴出される水蒸気の噴出方向が鉛直下方になるように設けられ、投入口側から８～１４番目のノズルから噴出される水蒸気の噴出方向が鉛直下方に対して排出口側に３０°傾斜させて設けられ、最も排出口側に近いノズルから噴出される水蒸気の噴出方向が鉛直下方に対して排出口側に４５°傾斜させて設けられた実験例１２の蒸気配管である。図７（ｃ）は、複数のノズルのうち、投入口側から１～７番目のノズルから噴出される水蒸気の噴出方向が鉛直下方に対して排出口側に３０°傾斜させて設けられ、投入口側から８～１４番目のノズルから噴出される水蒸気の噴出方向が鉛直下方に対して排出口側に４５°傾斜させて設けられ、最も排出口側に近いノズルから噴出される水蒸気の噴出方向が鉛直下方に対して排出口側に６０°傾斜させて設けられた実験例１３の蒸気配管である。これらの蒸気配管を焼結原料の堆積面から垂直方向に１５００ｍｍ離れた位置から水蒸気が吹き込まれるように設置したドラムミキサーを用いて、水蒸気吹き込み実験を実施した。

【0030】

図８は、蒸気吹き込み実験の結果を示すグラフである。図８の横軸はドラムミキサー内の位置（ｍ）であり、縦軸は焼結原料の水分量（質量％）であり、横軸に示したドラムミキサー内の各位置における焼結原料の平均水分量を示す。

【0031】

図８に示すように、実験例１２、１３の蒸気配管が設けられたドラムミキサーで造粒された擬似粒子の水分量は、実験例１１の蒸気配管が設けられたドラムミキサーで造粒された擬似粒子の水分量より多くなった。これらの結果から、ノズルの位置が排出口に近づくに従って、噴出される水蒸気の噴出方向がより排出口側を向くように大きく傾けて設けられることが好ましいことがわかる。また、実験例１２よりも実験例１３の方が擬似粒子の水分量が多くなったことから、複数のノズルのうち、その半数以上のノズルの蒸気噴出方向が排出口を向くように傾けて設けられることが好ましく、その全てをノズルの蒸気噴出方向が排出口側を向くように傾けて設けられることがより好ましいことがわかる。なお、それぞれのノズルからの蒸気吹込み量は同じであるので、全水蒸気吹込み量のうち半分以上の水蒸気の噴出方向が排出口側を向くように傾けて、水蒸気を焼結原料に吹き込むことが好ましく、全ての水蒸気の噴出方向が排出口側を向くように傾けて、水蒸気を焼結原料に吹き込むことがより好ましいといえる。

【0032】

以上、説明したように本実施形態に係る造粒装置であるドラムミキサー３２は、焼結原料に蒸気を吹き込み、効率的に加熱できる。このため、蒸気使用量が同じであるならば、擬似粒子をより高温に加熱でき、排出口出側の温度が同じであるならば、より少ない蒸気使用量で擬似粒子を加熱できる。このように、本実施形態に係る造粒装置を用いることで焼結原料を所定温度に加熱しつつ焼結鉱製造時に使用する蒸気量を削減できるので、本焼結鉱の生産率の向上と焼結鉱の製造コスト上昇の抑制とが実現できる。

【符号の説明】

【0033】

１０ 焼結鉱製造設備
１１ ヤード
１２ 鉄含有原料
１４ 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 配合槽
２４ 配合槽
２６ 配合槽
２８ 配合槽
３０ 搬送コンベア
３２ ドラムミキサー
３３ ドラム
３４ 投入口
３５ 排出口
３６ 蒸気配管
３７ ノズル
３８ 水蒸気
３９ 搬送コンベア
４０ 焼結機
４２ 焼結原料供給装置
４４ パレット台車
４６ 点火炉
４８ ウインドボックス
５０ 破砕機
５２ 冷却機
５４ 篩分け装置
５６ 成品焼結鉱
５８ 返鉱
６０ 搬送コンベア
６２ 焼結原料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】