专利名称：烧结矿的制造方法及烧结机的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用下方吸引式的带式(DL)烧结机制造高炉原料用烧结矿的方法、 以及该方法所使用的烧结机。
背景技术：
作为高炉炼铁法的主要原料的烧结矿，经由图1所示的工序制造。原料有铁矿石 粉、炼铁厂内回收粉、烧结矿筛下粉、石灰石及白云石等含CaO类副原料、生石灰等造粒助 齐U、焦炭粉或无烟煤等。这些原料由各料斗1···以预定的比例切出至传送带上。切出的原料 通过圆筒混合机2等添加适量的水而进行混合、造粒，制成具有3. Omm 6. Omm的平均粒径 的准粒子烧结原料。该烧结原料，从配置在烧结机上的缓冲料斗4、5通过筒式给料机6和 切料槽7，装填至环形移动式烧结机台车8上，形成称为烧结床的装填层9。装填层的厚度 (高度)为400mm 800mm左右。然后，通过设置在装填层9上方的点火炉10，对该装填层 表层中的炭材料进行点火，并通过配置于台车8下方的风箱11将空气吸引至下方，使该装 填层中的炭材料依次燃烧，通过此时产生的燃烧热，使上述烧结原料燃烧、熔融，从而生成 烧结块。然后，将所得的烧结块粉碎、整粒，制成由5. Omm以上的块状物构成的成品烧结矿 而回收。在上述制造工艺中，首先，通过点火炉10在装填层表面进行点火。点火后的装填 层中的炭材料，由于通过风箱从装填层的上层部吸引至下层部的空气而继续燃烧，该燃烧 带随着台车8的移动逐渐向下层和前方(下游侧)前进。随着该燃烧的前进，装填层中的烧 结原料粒子中所含的水分，由于炭材料的燃烧所产生的热而气化，并被吸引至下方，在温度 尚未上升的下层的烧结原料中浓缩而形成湿润带。如果该水分浓度增大至一定程度以上， 则水分填埋作为吸引气体的流路的原料粒子间的空隙，使通气阻力增大。另外，在燃烧带发 生的烧结化反应所需的熔融部分，也是使通气阻力增大的主要原因。烧结矿的生产量(t/hr)，一般由烧结生产率(t/hr · m2) X烧结机面积(m2)决定。 艮口，烧结机的生产量根据烧结机的机宽和机长、原料堆积层的厚度(装填层厚度)、烧结原 料的体积密度、烧结(燃烧)时间、成品率等而发生变化。而且，为了增加烧结矿的生产量， 认为改善装填层的通气性(压损)来缩短烧结时间的方法、或通过使粉碎前的烧结块的冷 强度提高而使成品率提高的方法等是有效的。图2表示在厚度为600mm的装填层中移动的燃烧(火焰)前沿位于该装填层的台 车上方约400mm(距装填层表面200mm)的位置处时装填层内的压损和温度的分布。此时的 压损分布，在湿润带中为约60%，在燃烧熔融带中为约40%。图3表示烧结矿的高生产率时和低生产率时的装填层内的温度分布。保持在原料 粒子开始熔融的1200°C以上的温度下的时间(之后，称为“高温范围保持时间”)，在低生 产率的情况下以、表示，在重视生产率的高生产率的情况下以t2表示。高生产率的情况 下，由于提高台车的移动速度，因此高温范围保持时间t2比低生产率情况下的高温范围保 持时间、短。如果高温范围保持时间缩短，则煅烧不足，导致烧结矿的冷强度降低，成品率降低。因此，为了提高高强度烧结矿的生产量，需要采取即使在短时间烧结的情况下，也能 够提高烧结块的强度、即烧结矿的冷强度，从而实现成品率的维持、提高的任意方法。另外， 作为表示烧结矿的冷强度的指标，通常使用SI (落下指数(shutter index))、TI (转鼓指数 (tumbler index))。图4(a) 表示在烧结机台车上的装填层中的烧结的前进过程，图4(b)表示装填层 内的烧结过程的温度分布(加热曲线)，图4(c)表示烧结块的成品率分布。由图4(b)可知 装填层上部与下层部相比温度上升困难，高温范围保持时间也短。因此，在该装填层上部， 燃烧熔融反应(烧结化反应)变得不充分，烧结块的强度降低，因此如图(4)所示，成品率 降低，成为导致生产率降低的主要原因。鉴于上述问题，至今提出了用于赋予装填层上层部高温保持的方法。例如，专利文 献1公开了在对装填层点火后，向装填层上喷射气体燃料的技术。但是，上述技术中的气体 燃料(可燃性气体)的种类不明，但即使是丙烷气(LPG)或天然气(LNG)，也使用高浓度的 气体。而且，在吹入可燃性气体时，由于不减少炭材料量，因此烧结层内达到超过1380°C的 高温。因此，在该技术中，不能得到充分的冷强度的提高、成品率的改善效果。并且，在向 点火炉正后方喷射可燃性气体时，因可燃性气体燃烧而在烧结床上部空间引起火灾的危险 高，是缺乏现实性的技术，因而难以实用化。另外，专利文献2也公开了在对装填层点火后，向被吸引至装填层的空气中添加 可燃性气体的技术。点火后，优选进行1分钟 10分钟左右的供给，但刚通过点火炉点火 后的表层部残存有红热状态的烧结矿，根据供给方法，因可燃性气体的燃烧引起火灾的危 险高，另外，虽然具体的记述少，但即使使可燃性气体在烧结后的烧结带燃烧也没有效果， 如果在烧结带处燃烧，则因燃烧气体所引起的温度上升和热膨胀而使通气性变差，因此存 在使生产率降低的倾向，因而至今无法实用化。而且，有在普通的烧结操作中进行添加可燃 性气体的操作的提案，由于添加可燃性气体而得到的热量，烧结操作变为高温操作，虽然可 期待烧结矿强度提高，但存在成为被还原性变差的烧结矿的问题。另外，专利文献3公开了为了使烧结原料的装填层内达到高温，而在装填层的上 方设置罩，并通过该罩在点火炉正后方的位置吹入空气和焦炉煤气的混合气体的技术。但 是，该技术也使烧结层内的燃烧熔融带的温度成为超过1380°C的高温，因此不能得到焦炉 煤气吹入的效果，且可燃性混合气体在烧结床上部空间着火，存在引起火灾的危险性，无法 实用化。另外，专利文献4公开了在点火炉正后方的位置同时吹入低熔点溶剂和炭材料、 可燃性气体的方法。但是，该方法也由于在表面残留有火焰的状态下吹入可燃性气体，因而 在烧结床上部空间发生火灾的危险性高，另外，由于不能使烧结带的宽度足够地厚(约小 于15mm)，因此不能充分发挥可燃性气体吹入的效果。而且，由于低熔点溶剂大量存在，因此 引起上层部的过剩的熔融现象，将作为空气流路的气孔堵塞，使通气性变差，导致生产率降 低，因此，该技术至今未实用化。如上所述，至今为止提出的现有技术均未实用化，因而热切期盼可实施的可燃性 气体吹入技术的开发。专利文献1 日本特开昭48-18102号公报专利文献2 日本特公昭46-27126号公报
专利文献3 日本特开昭55-18585号公报专利文献4 日本特开平5-311257号公报 但是，烧结矿的品质由燃烧时的最高到达温度、高温范围保持时间等决定，因此最 高到达温度、高温范围保持时间的控制是重要的。关于这一点，专利文献1所记载的方法 是使气体燃料在装填层的表面燃烧，由此提高烧结单元前半部分的该装填层上部温度的技 术。但是，在该方法中存在下述问题气体燃料的浓度高，因此维持燃烧的空气(氧)量不 足，可能导致烧结原料的炭材料(焦炭)的燃烧降低，无法改善烧结矿的品质。另外，专利文献2也缺乏具体性，根据供给方法，引起火灾的危险增高，另外，即使 使可燃性气体在烧结后的烧结带位置燃烧也没有效果，因而至今未实用化。而且，专利文献3所记载的方法，是为了使烧结原料的装填层内达到高温，而在该 装填层的上方设置罩，并通过该罩在点火炉正后方的位置吹入空气和焦炉煤气的混合气体 的技术。但是，如果使焦炭比不变地吹入混合气体，则高温保持时间延长，且最高到达温度 也上升，因此玻璃质的低强度矿物大量生成，不能得到混合气体吹入的效果。另外，存在可 燃性混合气体着火并引起火灾的危险性，没有实用化。另外，专利文献4所记载的方法，由于使空气(氧)量增加并将低熔点溶剂、炭材 料混合，因此可燃性气体和焦炭的燃烧速度增大，但由于同时吹入低熔点溶剂、粉体，因此 存在燃烧用空气的通气性降低的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供通过供给气体燃料并使其在装填层中燃烧，能够不使装 填层整体的通气性变差地以高成品率制造高强度的烧结矿的烧结矿的制造方法及烧结机。为了实现上述目的，本发明提供一种烧结矿的制造方法，其具有装填工序，在台 车上装填烧结原料；点火工序，对装填层表面的炭材料进行点火；稀释气体燃料生成工序； 和燃烧工序，使碳材料在烧结层内燃烧而生成烧结块。上述装填工序中，在循环移动的台车上装填含有粉矿和炭材料的烧结原料，在台 车上形成烧结原料的装填层。上述稀释气体燃料生成工序中，将气体燃料供给至装填层上方的大气中而进行稀 释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。上述燃烧工序中，通过配置在台车下的风箱将上述稀释气体燃料和空气吸引至装 填层内，使该稀释气体燃料和该装填层内的炭材料在烧结层内燃烧，由此生成烧结块。上述稀释气体燃料生成工序中，优选以引起吹飞现象(blow-off occurs)的流速 向装填层上方的大气中供给气体燃料而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃 料。上述引起吹飞现象的流速优选为超过气体燃料的燃烧速度的速度。上述稀释气体燃料生成工序中，优选以气体燃料的燃烧速度的2倍以上的速度向 装填层上方的大气中排出气体燃料而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。 上述稀释气体燃料生成工序中，更优选以气体燃料的紊流燃烧速度的2倍以上的速度向装 填层上方的大气中排出气体燃料而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。并 且，在甲烷气的情况下，层流燃烧速度约为0. 4m/s，紊流燃烧速度约为4m/s。上述稀释气体燃料生成工序中，优选以相对于气氛气体压力为300mmAq以上且小于40000mmAq的压力排出气体燃料而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。上述稀释气体燃料生成工序中，优选从开口直径小于3πιπιΦ的喷出口向装填层上 方的大气中喷出气体燃料。上述开口直径优选为0. 5mm 1. 5mmΦ。上述烧结矿的制造方法，为了控制燃烧工序的加热曲线，优选还具有以下的工序。(a)对烧结层内的最高到达温度及高温范围保持时间中的任意一项或二项进行调 节的工序。(b)通过调节稀释气体燃料的供给量或浓度来调节烧结层内的最高到达温度的工序。(c)通过调节烧结原料中的炭材料量来调节烧结层内的最高到达温度的工序。(d)通过调节稀释气体燃料的供给量、浓度以及烧结原料中的炭材料量的任意一 项以上，将上述最高到达温度调节至1205 1380°C的工序。(e)根据稀释气体燃料的供给量、浓度或烧结原料中的炭材料量来调节烧结层内 的高温范围保持时间的工序。(f)根据烧结原料中的炭材料量来调节上述稀释气体燃料的供给量或浓度，从而 调节烧结层内的高温范围保持时间的工序。上述烧结矿的制造方法优选还具有使从装填层的上方导入的稀释气体燃料燃烧， 来调节烧结层内的燃烧熔融带的形态的工序。上述调节燃烧熔融带的形态的工序中，优选 使从装填层的上方导入的稀释气体燃料燃烧，来调节燃烧熔融带的高度方向的厚度和/或 台车前进方向的宽度。上述烧结矿的制造方法优选还具有调节稀释气体燃料向装填层的导入位置的工序。上述烧结矿的制造方法优选还具有调节烧结矿的冷强度的工序。稀释气体燃料生成工序和使炭材料在烧结层内燃烧、从而生成烧结块的燃烧工序 优选如下所述。(A)上述燃烧工序中，进行燃烧，以使从装填层的上方导入的稀释气体燃料的至少 一部分以未燃烧的状态到达装填层中的烧结层的燃烧熔融带。(B)上述燃烧工序中，优选在烧结层内使稀释气体燃料燃烧，延长燃烧熔融带的高 温范围保持时间，从而调节烧结矿的冷强度。(C)上述燃烧工序中，在点火炉之后的位置将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使 该稀释气体燃料在烧结层内燃烧。(D)上述燃烧工序中，在从装填层表层部生成烧结块开始到烧结结束为止期间，将 稀释气体燃料吸引至装填层内，并使该稀释气体燃料在烧结层内燃烧。 (E)上述燃烧工序中，在燃烧熔融带的厚度达到15mm以上的区域，将上述稀释气 体燃料吸引至烧结层内，并使该稀释气体燃料在烧结层内燃烧。(F)上述燃烧工序中，在燃烧前沿到达了装填层表层下IOOmm的位置之后，将稀释 气体燃料吸引至装填层内，并使该稀释气体燃料在烧结层内燃烧。(G)上述燃烧工序中，在装填层的两侧壁附近将稀释气体燃料吸引至装填层内，并 使该稀释气体燃料在烧结层内燃烧。上述稀释气体燃料优选是稀释至燃烧下限浓度的75%以下且2%以上的浓度的可燃性气体。更优选是稀释至燃烧下限浓度的60%以下且2%以上的浓度的可燃性气体， 最优选是稀释至燃烧下限浓度的25%以下且2%以上的浓度的可燃性气体。被供给到装填层上的气体燃料优选如下所述。(a)选自由高炉煤气、焦炉煤气、高炉和焦炉的混合气、城市煤气、天然气、甲烷气、 乙烷气、丙烷气及它们的混合气组成的组中的一种可燃性气体。
(b)城市煤气、丙烷气中的任意一种。(c) CO含量为50质量ppm以下的气体。(d)使液体燃料气化而得到的气体，所述液体燃料的气体状态下的着火温度高于 烧结床表层的温度。上述液体燃料为选自由醇类、醚类、石油类及其他的烃类化合物类组成 的组中的一种。另外，本发明提供如下构成的烧结机。一种烧结机，其具有循环移动的台车；原料供给装置，在所述台车上装填含有粉 矿和炭材料的烧结原料而形成装填层；点火炉，用于对所述烧结原料中的炭材料进行点火； 设置在所述台车的下方的风箱；以及气体燃料供给装置，配置在所述点火炉的台车前进方 向的下游侧，将气体燃料排出到装填层上方的大气中而使其与空气混合。优选上述气体燃料供给装置，将气体燃料排出到装填层上方的大气中而使其与空 气混合，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。上述气体燃料供给装置优选如下构成。(a)上述气体燃料供给装置包括沿台车的宽度方向配置的多个气体燃料供给管和 排出单元，所述排出单元具有选自由配置于所述管的、用于排出气体燃料的狭缝、开口和喷 嘴组成的组中的一种。(b)上述气体燃料供给装置包括沿台车的前进方向配置的多个气体燃料供给管和 排出单元，所述排出单元具有选自由配置于所述管的、用于排出气体燃料的狭缝、开口和喷 嘴组成的组中的一种。(c)上述气体燃料供给装置包括气体燃料供给管和排出单元，所述排出单元具有 选自由配置于所述管的、用于排出气体燃料的狭缝、开口和喷嘴组成的组中的一种，并且具 有直径为0. 5 3πιπιΦ的开口直径。(d)上述气体燃料供给装置具有控制台车宽度方向的气体燃料的供给量的控制装置。(e)上述气体燃料供给装置具有燃料浓度控制装置，所述燃料浓度控制装置根据 台车宽度方向的吸引速度的分布，通过对吸引速度大的部分供给较多的燃料，对吸引速度 小的部分减少燃料供给量，使单位吸引空气量的燃料浓度保持固定。(f)上述气体燃料供给装置是朝着装填层向下方排出气体燃料的气体燃料供给装置。(g)上述气体燃料供给装置是与装填层表面平行地排出气体燃料的气体燃料供给
直ο(h)上述气体燃料供给装置是朝向反射板排出气体燃料的气体燃料供给装置。(i)上述气体燃料供给装置包括气体燃料供给管和设置于所述气体燃料供给管的 气体排出用狭缝、开口或喷嘴，所述狭缝、开口或喷嘴具有朝向装填层表面、并且在相对于装填层表面的垂直方向为士90度的范围内分散的方向(j)上述气体燃料供给装置包括能够以轴为中心进行旋转的气体燃料供给管。(k)上述气体燃料供给装置在装填层表面上方300mm以上的高度处具有气体燃料 的排出口。(1)上述气体燃料供给装置具有能够在装填层表面上方300mm以上的高度调节气 体燃料的排出位置的升降机构。上述气体燃料供给装置优选如下配置。(A)在烧结机长度方向的点火炉下游侧设置至少1个以上。(B)设置在台车前进方向上、在从燃烧前沿前进至装填层表层下的阶段起到烧结 结束为止之间的位置。(C)设置在侧壁附近。根据本发明，在下方吸引式烧结机的操作中，能够将稀释气体燃料供给(导入)到 装填层中，并使其在装填层内的目标位置燃烧，其中，上述稀释气体燃料如下获得在装填 层的上方将气体燃料排出到大气中而稀释调节至预定的浓度。而且，在该情况下，通过控制 稀释气体燃料的供给位置、燃烧时的最高到达温度、高温范围保持时间，能够进行提高因燃 烧不充分故烧结矿的冷强度容易降低的装填层上部、以及装填层中层以下的任意部分中的 烧结矿强度的操作。而且，在本发明中，能够在不使装填层整体的通气性变差的情况下，特 别是通过在燃烧熔融带的反应，例如对该燃烧熔融带区域的上下方向的厚度和在台车前进 方向上的宽度进行控制，来控制任意位置的烧结块的强度，因此，能够在确保高成品率和高 生产率的同时，制造烧结矿整体的冷强度高的成品烧结矿。而且，使用本发明的烧结机，能 够稳定地进行这种烧结机的操作。
图1是说明烧结工艺的图。图2是说明烧结层内的压损和温度分布的图。图3是比较高生产率时和低生产率时的温度分布的说明图。图4(a) (C)是烧结机内的温度分布和成品率分布的图。图5(a) (b)是说明本发明的气体燃料供给装置的结构例的图。图6(a) (b)是说明本发明的气体燃料供给装置的其他的结构例的图。图7(a) (b)是说明研究气体燃料供给位置对烧结块的影响的实验的图。图8是说明本发明的向垂直下方排出气体燃料的方法的图。图9是说明本发明的向水平方向排出气体燃料的方法的图。图10是说明本发明的向斜上方向排出气体燃料并在挡板处混合的方法的图。图11是说明本发明的使气体燃料向多个方向分散排出的方法的图。图12表示本发明的气体燃料的排出速度、喷嘴直径给稀释气体的浓度分布带来 的影响的图。图13是说明本发明中侧风给气体燃料供给带来的影响的图。图14是说明本发明中屏风对侧风的效果的图。图15是说明罩下端的密封结构的图。
图16是说明罩下端的密封结构的图。图17是说明本发明的分析所使用的气体燃料供给装置和在其上方设置的罩的模 型的图。图18是表示关于本发明的气体燃料的浓度分布的分析结果的图。图19是表示关于本发明的压力分布的分析结果的图。图20是表示关于本发明的气体流速分布的分析结果的图。图21是表示本发明的气体流速的矢量线图的图。图22是说明本发明的侧风对策的例子的图。图23是说明本发明的侧风对策的其他的例子的图。图24是说明本发明的侧风对策的其他的例子的图。图25是说明本发明的侧风对策的其他的例子的图。图26是说明本发明的侧风对策的其他的例子的图。图27是说明本发明的气体燃料供给工艺的图。图28是表示由M气吹入引起的试验锅内的燃烧熔融带的变化的图(照片)。图29是说明进行了 M气吹入时给烧结操作条件、烧结矿的特性带来的影响的图。图30是说明求出高炉煤气的燃烧极限的方法的图。图31是表示甲烷气的燃烧下限浓度的温度依赖性的图。图32是说明大气中常温下的气体燃料的燃烧成分(燃烧气)浓度与温度的关系 的图。图33是表示吹入本发明的稀释气体燃料的效果与气体种类的关系的图。图34是表示吹入本发明的丙烷气时的气体浓度与开闭强度、成品率、烧结时间、 生产的关系的图。图35是对烧结反应进行说明的图。图36是说明生成骸晶状二次赤铁矿的过程的状态图。图37是观察稀释丙烷气吹入时的燃烧带的形态的图(照片)。图38是表示吹入位置对燃烧状况的影响的图(照片)。图39是说明吹入位置对燃烧状况的影响的图。图40是在现有烧结法和进行稀释气体吹入的本发明法中使用红外热摄像仪对使 用了石英玻璃制试验锅的烧结试验的燃烧状况进行比较的图(照片)。图41是在现有烧结法和进行稀释气体吹入的本发明法中比较石英玻璃制试验锅 内的温度分布的图。图42是说明烧结时的装填层内的温度分布的模式图。图43是比较仅焦炭粉的情况、与并用焦炭粉和稀释C气吹入的情况下的燃烧状况 的说明图。图44(a) (d)是表示在投入热量一定的条件下，由稀释后的丙烷气的吹入引起 的装填层内温度、排气温度、通过风量、排气组成的经时变化的图。图45(a)、(b)、(a’)、(b’ )是表示稀释后的丙烷气吹入(0. 5体积％ )时和仅焦 炭增量(10质量％)时的、装填层内温度和排气浓度的经时变化的图。图46是表示各种吹入条件下的烧结特性试验结果的图。
图47是表示各种吹入条件下的成品烧结矿中的矿物相的组成比例的变化的图。图48是表示由丙烷气的吹入的有无引起的、成品烧结矿的表观比重的变化的图。图49是表示由丙烷气的吹入的有无引起的、通过水银压入式孔隙率计测定的 0. 5mm以下的气孔直径分布的变化的图。图50(a) (b)是表示仅使用焦炭时、与并用焦炭和稀释气体燃料时的烧结行为 的模式图。图51是表示吹入了稀释气体燃料的情况下的烧结矿的气孔分布的变化的模式 图。图52是表示把握能够维持冷强度的极限焦炭比的实验结果的图。图53是表示实施例1的结果的图(照片)。图54是表示实施例2的结果的图(照片)。
具体实施例方式本发明的烧结矿的制造方法具有装填工序、点火工序、稀释气体燃料生成工序及 燃烧工序。上述装填工序，是在循环移动的台车上装填含有粉矿和炭材料的烧结原料，从而 在台车上形成烧结原料的装填层的工序。上述点火工序，是使用点火炉对装填层表面的炭 材料进行点火的工序。上述稀释气体燃料生成工序，是将气体燃料供给至装填层上方的空 气中而进行稀释，得到燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料的工序。上述燃烧工序，是通过配 置在台车下的风箱的吸引力，将上述稀释气体燃料和空气吸引至装填层内，使该稀释气体 燃料在装填层内燃烧的同时，通过吸引至装填层内的空气使该装填层内的炭材料燃烧，利 用产生的燃烧热，使烧结原料烧结，生成烧结块的工序。上述稀释气体燃料生成工序和燃烧 工序为本发明的特征。上述稀释气体燃料生成工序，是用于在点火炉的台车前进方向的下游侧，高速向 装填层上方大气中排出气体燃料，使气体燃料与空气混合，得到燃烧下限浓度以下的稀释 气体燃料，再将所得稀释气体燃料导入装填层中的工序，本发明的烧结机的特征在于，具有 用于得到上述稀释气体燃料的气体燃料供给装置。作为上述气体燃料供给装置，优选具有以下的结构。(a)如图5所示，气体燃料供给装置具有如下结构沿台车的宽度方向设置多个气 体燃料供给管，并在该管上设置排出气体燃料的狭缝或开口、或者设置喷嘴。(b)如图6所示，气体燃料供给装置具有如下结构沿台车的前进方向设置多个气 体燃料供给管，并在该管上设置排出气体燃料的狭缝或开口、或者设置喷嘴。另外，上述气体燃料供给装置，优选例如通过给气体燃料供给管或喷嘴等设置流 量控制单元，能够控制台车宽度方向的气体燃料的供给量。特别是在台车宽度方向的侧壁 附近，由于受到侧风的影响，所供给的气体燃料流至机侧方向、或漏出至机外，气体燃料浓 度变稀薄的可能性高，因此可优选向该侧壁附近大量供给气体燃料。另外，上述气体燃料供给装置，需要在装填层的上方，高速向大气中排出气体燃 料，由此使其在短时间内与周围的空气混合，稀释至该气体燃料的燃烧下限浓度以下的浓 度，之后，将该稀释气体燃料导入装填层中。另外，将气体燃料稀释至燃烧下限浓度以下的浓度的理由如下所述。
表IA和表IB示出了本发明中可使用的代表性气体燃料的燃烧下限浓度、供给浓 度等。为了防止火灾的发生，向烧结原料中供给气体燃料时的气体浓度越是低于燃烧下限 浓度则越安全。在这方面，城市煤气与C气(焦炉煤气)的燃烧下限浓度近似，热量高于C 气，因此能够降低供给浓度。因此，从确保安全性的观点出发，能够降低供给浓度的城市煤 气比C气更优选。而且，如后所述，城市煤气不含对人体有害的CO(—氧化碳)成分，而且 也不含氢气成分。表 IA
权利要求
1.一种烧结矿的制造方法，其具有装填工序，在循环移动的台车上装填含有粉矿和炭材料的烧结原料，在台车上形成烧 结原料的装填层；点火工序，对装填层表面的炭材料进行点火；稀释气体燃料生成工序，将气体燃料供给至装填层上方的大气中而进行稀释，生成燃 烧下限浓度以下的稀释气体燃料；和燃烧工序，通过配置在台车下的风箱将所述稀释气体燃料和空气吸引至装填层内，使 所述稀释气体燃料和所述装填层内的炭材料在烧结层内燃烧，由此生成烧结块。
2.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料生成工序中，以引 起吹飞现象的流速向装填层上方的大气中供给气体燃料而进行稀释，生成燃烧下限浓度以 下的稀释气体燃料。
3.如权利要求2所述的烧结矿的制造方法，其中，所述引起吹飞现象的流速为超过气 体燃料的燃烧速度的速度。
4.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料生成工序中，以气 体燃料的燃烧速度的2倍以上的速度向装填层上方的大气中排出气体燃料而进行稀释，生 成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。
5.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料生成工序中，以气 体燃料的紊流燃烧速度的2倍以上的速度向装填层上方的大气中排出气体燃料而进行稀 释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。
6.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料生成工序中，以相 对于气氛气体压力为300mmAq以上且小于40000mmAq的压力排出而进行稀释，生成燃烧下 限浓度以下的稀释气体燃料。
7.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料生成工序中，从开 口直径小于3πιπιΦ的喷出口向装填层上方的大气中喷出气体燃料。
8.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有对烧结层内的最高到达温度 及高温范围保持时间中的任意一项或二项进行调节的工序。
9.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有通过调节稀释气体燃料的供 给量或浓度来调节烧结层内的最高到达温度的工序。
10.如权利要求10所述的烧结矿的制造方法，其中，所述最高到达温度为1205 1380 O。
11.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有通过调节烧结原料中的炭材 料量来调节烧结层内的最高到达温度的工序。
12.如权利要求12所述的烧结矿的制造方法，其中，所述高到达温度为1205 1380 O。
13.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有通过调节稀释气体燃料的 供给量、浓度以及烧结原料中的炭材料量的任意一项以上，将所述最高到达温度调节至 1205 1380°C的工序。
14.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有根据稀释气体燃料的供给 量、浓度或烧结原料中的炭材料量来调节烧结层内的高温范围保持时间的工序。
15.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有根据烧结原料中的炭材料 量来调节所述稀释气体燃料的供给量或浓度，从而调节烧结层内的高温范围保持时间的工序。
16.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，进行燃烧，以使从 装填层的上方导入的稀释气体燃料的至少一部分以未燃烧的状态到达装填层中的烧结层 的燃烧熔融带。
17.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有使从装填层的上方导入的稀 释气体燃料燃烧，来调节烧结层内的燃烧熔融带的形态的工序。
18.如权利要求17所述的烧结矿的制造方法，其中，所述调节燃烧熔融带的形态的工 序中，使从装填层的上方导入的稀释气体燃料燃烧，来调节燃烧熔融带的高度方向的厚度 和/或台车前进方向的宽度。
19.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，在烧结层内使稀 释气体燃料燃烧，延长燃烧熔融带的高温范围保持时间，从而调节烧结矿的冷强度。
20.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，还具有调节稀释气体燃料向装填层 的导入位置的工序。
21.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，在点火炉之后的 位置将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使所述稀释气体燃料在烧结层内燃烧。
22.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，在从装填层表层 部生成烧结块开始到烧结结束为止期间，将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使所述稀释 气体燃料在烧结层内燃烧。
23.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，在燃烧熔融带的 厚度达到15mm以上的区域，将所述稀释气体燃料吸引至烧结层内，并使所述稀释气体燃料 在烧结层内燃烧。
24.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，在燃烧前沿到达 了装填层表层下IOOmm的位置之后，将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使所述稀释气体 燃料在烧结层内燃烧。
25.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述燃烧工序中，在装填层的两侧 壁附近将稀释气体燃料吸引至装填层内，并使所述稀释气体燃料在烧结层内燃烧。
26.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料是稀释至燃烧下 限浓度的75%以下且2%以上的浓度的可燃性气体。
27.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料是稀释至燃烧下 限浓度的60%以下且2%以上的浓度的可燃性气体。
28.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述稀释气体燃料是稀释至燃烧下 限浓度的25%以下且2%以上的浓度的可燃性气体。
29.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述气体燃料为选自由高炉煤气、 焦炉煤气、高炉和焦炉的混合气、城市煤气、天然气、甲烷气、乙烷气、丙烷气及它们的混合 气组成的组中的一种可燃性气体。
30.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述气体燃料为CO含量在50质量 ppm以下的气体。
31.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，所述气体燃料是使液体燃料气化而 得到的气体，所述液体燃料的气体状态下的着火温度高于烧结床表层的温度。
32.如权利要求33所述的烧结矿的制造方法，其中，所述液体燃料为选自由醇类、醚 类、石油类及其他的烃类化合物类组成的组中的一种。
33.一种烧结机，其具有循环移动的台车；原料供给装置，在所述台车上装填含有粉矿和炭材料的烧结原料而形成装填层；点火炉，用于对所述烧结原料中的炭材料进行点火；设置在所述台车的下方的风箱；以及气体燃料供给装置，配置在所述点火炉的台车前进方向的下游侧，将气体燃料排出到 装填层上方的大气中而使其与空气混合。
34.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置，将气体燃料排出到装 填层上方的大气中而使其与空气混合，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料。
35.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置包括沿台车的宽度方 向配置的多个气体燃料供给管和排出单元，所述排出单元具有由配置于所述管的、用于排 出气体燃料的狭缝、开口和喷嘴组成的组中的一种。
36.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置包括沿台车的前进方 向配置的多个气体燃料供给管和排出单元，所述排出单元具有由配置于所述管的、用于排 出气体燃料的狭缝、开口和喷嘴组成的组中的一种。
37.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置包括气体燃料供给管 和排出单元，所述排出单元具有由配置于所述管的、用于排出气体燃料的狭缝、开口和喷嘴 组成的组中的一种，并且具有直径为0. 5 3πιπιΦ的开口直径。
38.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置具有控制台车宽度方 向的气体燃料的供给量的控制装置。
39.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置具有燃料浓度控制装 置，所述燃料浓度控制装置根据台车宽度方向的吸引速度的分布，通过对吸引速度大的部 分供给较多的燃料，对吸引速度小的部分减少燃料供给量，使单位吸引空气量的燃料浓度 保持固定。
40.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置是朝着装填层向下方 排出气体燃料的气体燃料供给装置。
41.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置是与装填层表面平行 地排出气体燃料的气体燃料供给装置。
42.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置是朝向反射板排出气 体燃料的气体燃料供给装置。
43.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置包括气体燃料供给管 和设置于所述气体燃料供给管的气体排出用狭缝、开口或喷嘴，所述狭缝、开口或喷嘴具有 朝向装填层表面、并且在相对于装填层表面的垂直方向为士90度的范围内分散的方向。
44.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置包括能够以轴为中心 进行旋转的气体燃料供给管。
45.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置在装填层表面上方 300mm以上的高度处具有气体燃料的排出口。
46.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置具有能够在装填层表 面上方300mm以上的高度调节气体燃料的排出位置的升降机构。
47.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置是在台车前进方向上、 在从燃烧前沿前进至装填层表层下的阶段起到烧结结束为止之间的位置设置的气体燃料 供给装置。
48.如权利要求33所述的烧结机，其中，所述气体燃料供给装置是设置在侧壁附近的 气体燃料供给装置。
全文摘要
一种烧结矿的制造方法，其具有装填工序，在循环移动的台车上装填含有粉矿和炭材料的烧结原料，在台车上形成烧结原料的装填层；点火工序，使用点火炉对装填层表面的炭材料进行点火；稀释气体燃料生成工序，将气体燃料供给至装填层上方的大气中而进行稀释，生成燃烧下限浓度以下的稀释气体燃料；和燃烧工序，通过配置在台车下的风箱的吸引力，使所述稀释气体燃料在烧结层内燃烧，并通过吸引至装填层内的空气，使所述装填层内的炭材料燃烧，由此生成烧结块。
文档编号F27B21/08GK102131941SQ200880130830
公开日2011年7月20日 申请日期2008年12月2日 优先权日2008年8月21日
发明者大山伸幸, 岩崎克博, 竹生博, 角谷秀纪, 长岛康雄 申请人:杰富意钢铁株式会社