烧结矿制造方法及制造装置的制作方法

专利名称：烧结矿制造方法及制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用DL(Dwight-Lloyd)式或GW(Greenawalt)式等吸风式烧结机来制造铁矿石烧结矿和非金属烧结矿的方法及制造装置。
例如，在DL式铁矿烧结法中，当原料中所含的焦粉在表层上着火后，由于空气不断地被向下方吸引，使粉焦能连续地燃烧，从而使得小车上沿高度方向数毫米乃至数十毫米原料厚度的燃烧带逐渐向下方移动，以这种形式进行烧结反应。在非铁金属烧结法的情况下，不使用粉焦而是利用矿石中的硫黄成分所产生的氧化热，并且，在生产过程中不断地压送入空气，从烧结床中通过的空气使得蕴藏在烧结床内作为燃料的硫由于氧化而发热，由于这些氧化热使得烧结过程基本上保持不变。
在这种自燃型的烧结过程中，有必要确保所需的最小限度的透气孔。然而，由于空气被向下方吸引或压送，因此使燃烧带逐渐向下方移动，在此过程中，烧结层的下层是依靠在上层烧结完成带中被预热了的空气而燃烧的，因此存在下述倾向，即上层在热量不足的状态下烧结，而下层则在热过剩的状态下烧结。
这样，由于在烧结层的高度方向上存在热倾斜，使得在下层的熔融液体的生成量增加，而这些液体就成为气孔闭塞的重要原因。而且，上层的烧结块变成了往下压的盖子，对下层施加负荷，因此在熔体存在的情况下，上述负荷的重力能将气孔压实，由于这种作用，加强了下层气孔闭塞的倾向。
因此，在一般情况下，在高密度化的下层中，难以确保为使焦炭稳定地燃烧所必需的透气条件。因此，使焦炭的燃烧速度降低并随之使烧结速度降低，从而降低了烧结矿制造过程的生产效率。而且，由于烧结不均匀(不均一烧成)，降低了产品收得率，另一方面，由于冷却不足而使低温还原粉化性恶化，同时由于气孔率的降低而使被还原性降低。
作为针对上述下吸风式烧结工艺的本质问题所采取的烧结改进对策，本发明人等以前曾在特开平4-124225号公报、特愿平3-124532号发明等文件中提出了一种改进的烧结法，即，对已完成烧结的上层烧结块施加磁场，使该烧结块受到磁悬浮力的作用，这样可使下层在荷重减轻的状态下进行烧结，这些方法都收到了改进的效果。这些方法中的任一种方法都是把磁力悬浮装置设置在烧结床的上方，通过非接触的方式使悬浮力作用于烧结块上。
然而，对于实际烧结层的表面来说，由于原料装入时的紊乱状态和点火不均匀等原因，使得受到磁悬浮力作用的烧结块的表面凹凸不平，因此导致在烧结块表面与平坦的磁力悬浮装置之间的空隙各有差异，故它们受到的磁悬浮力也产生差别，因此可以理解，由于间隙的不同而对烧结效果产生一定程度的影响。
另外，在烧结块的强度较弱时，会发生烧结块剥离和上浮的现象，这时就会有局部过剩的空气从剥离部分的裂缝中通过，而且，特别是在烧结机床体的侧壁附近，由于原料装载时产生的器壁效应而使其成为过剩通气的状态，可以断定，这些情况造成了后续烧结不均匀的问题，阻碍了稳定的磁悬浮效果的发挥。
另外，在上述的烧结法中，磁力悬浮装置是沿着烧结列车的方向分散而固定地配置，而烧结原料的条件和烧成的条件是变化的，在烧结层内透气不良的区域和透气不良的程度变化的情况下，磁力悬浮装置群的位置无法调整，磁力悬浮装置相互间的间隔也不易变动，因此，要达到有效地发挥磁悬浮力的作用就成为问题。
本发明的目的是要解决上述磁悬浮力在烧结层内作用不均匀的问题以及由于烧结块部分地剥离上浮等原因而阻碍稳定地发挥磁力悬浮效果的问题，提供一种能使烧结矿的生产率、收得率、质量都更进一步提高的烧结矿的制造方法及制造装置。
本发明的另一个目的是提供这样一种烧结矿的制造方法和制造装置，使用这种方法和装置，即使在烧结原料条件和烧成条件发生变动以及在烧结层内的透气不良区域和透气不良程度产生变化的情况下，也能够稳定地发挥磁力悬浮效果，提高烧结层的透气性以及使烧结矿制造的生产率显著地提高。
根据本发明的烧结矿的制造方法，其特征在于，在利用下吸风式烧结法来制造烧结矿时，从原料层的表面上点火，在原料层的上层部分开始烧结后直至最终烧成烧结块为止一直施加磁场，使其处于磁悬浮力作用的状态下进行烧结，在该烧结矿的制造方法中，在沿着垂直于烧结列车方向的宽度方向上保持磁悬浮力分布的条件下进行烧结。
在该烧结矿的制造方法中，为了确定在宽度方向上的烧结是否均匀，一般需取一个小车来调查在该小车内宽度方向上的收得率分布情况。然而，在这种调查中的试验负荷很大，因此可以在烧结机处于运转的状态下从烧结块中取样，借此来评价烧结块的构造。然后可以根据通过这种测定法获得的结果来调整由磁力悬浮装置在宽度方向上产生的磁悬浮力的分布。
为此，所说的磁悬浮装置，例如由一些在宽度方向上分开的电磁线圈构成，将这些电磁线圈的电流值各自变化，这样就能调整到在宽度方向上的烧成状态均一。在日常的生产中，原料条件和生产条件没有大的变化，在此状态下，在宽度方向上的风量分布和/或烧成损失(烧损)保持一定，根据这些烧结作业因子来调整在宽度方向上分开地布置的电磁线圈的电流值，从而可以控制磁悬浮力的分布，并使得在宽度方向上的烧成状态保持一定。或者，也可以通过使小车下的排气在宽度方向上的温度分布保持一定和/或使排矿部位在宽度方向上的赤热带的降下状态保持一定来控制悬浮力的分布。
另外，根据本发明的烧结矿的制造方法，其特征还在于，在利用下吸风式烧结法来制造烧结矿时，从原料装载层点火和开始烧结后，直至表层部的烧成结束为止，从表层部开始生成烧结块的位置开始直至烧结列车后方的排矿部位的区间内，配置一些与烧结块表层直接接触的，并且沿列车同一方向并和列车同步移动的，断续地连结在一起的数个磁力悬浮装置，使用这些装置可使列车上的烧结块被磁力吸引着，使该烧结块在连续地受到悬浮力作用的条件下进行烧结。
按照这种烧结矿的制造方法，与那些在烧结床上按非接触状态配置的磁力悬浮装置相比，对于受到悬浮力作用这一点来说，前者使得处于烧成终了的烧结块表层上的磁力悬浮装置直接与烧结接触并使其受磁力吸引着，这样，磁力悬浮装置至表层间的空隙就不发生差别。
另外，为了实施上述烧结矿的制造方法的根据本发明的烧结矿的制造装置，其特征在于，该装置具有利用吸风式烧结法来制造烧结矿的烧结机，用于支持那些在列车的方向上断续地连结在一起的多个磁力悬浮部件，以及使这些磁力悬浮部件能够移动的支持机构，而这些磁力悬浮部件，在原料装载层的表层部烧成结束后，从表层部开始生成烧结块的位置开始直至烧结列车后方的排矿部位的区间内，与烧结块的表层发生直接接触，而且，烧结列车上的烧结块被磁力吸引着，使得烧结块一边连续地受到悬浮力作用一边向前移动。
另外，根据本发明，作为用于支持断续地连接在一起的多个磁力悬浮部件并使其可以移动的支持机构，可以这样来设计，使它包括一个能在外侧面上支持着所说断续地连结在一起的多个磁铁的无焊接链条状的，也就是无尽头的回转带，以及一个用于支持该回转带以使它能够回转的支持机构。
其次，根据本发明的烧结矿的制造方法，其特征在于，在利用吸风式烧结法来制造烧结矿时，向原料层点火和在原料的上层部开始烧结后，即向烧成完了的上层烧结块施加磁场，使其在受到磁悬浮力作用的状态下进行烧结，在该烧结矿的制造方法中，根据烧结层在高度方向上的透气情报而得知透气不良的部位，通过对此透气不良的部位施加磁悬浮力来控制烧结过程。在此情况下，对烧结块按高度方向的断面进行CT图象解析，通过这种解析来确定透气不良的部位，然后可以对此部位施加磁悬浮力的作用。
在该烧结矿的制造方法中，特别是为了对下层部分进行透气调整，可以通过使用支架部分地取代磁悬浮力来进行组合荷重控制。
为了实施该烧结矿的制造方法，根据本发明的烧结矿的制造装置，其特征在于，该装置具有利用吸风式烧结法来制造烧结矿的烧结机，以及为了给烧结层施加磁悬浮力作用的1台或多台磁力悬浮装置，所说的1台或多台磁力悬浮装置可以沿着烧结机的纵长方向上移动。为此，将该磁力悬浮装置安装在一种能够移动到烧结机的纵长方向的任意位置的台车上，并且设置有可供该台车行走的专用导轨。
另外，特别是可以在烧结层的下层部设置支架来代替对下层部施加磁悬浮力作用的磁悬浮装置。
如果使用这种烧结矿的制造方法以及为了实施该方法的烧结矿制造装置，虽然在烧结作业中也会遇到烧结原料条件和烧成条件发生不少的变动，但在烧结层内的透气不良的区域以及通气不良的程度发生变化的情况，由于磁力悬浮装置可以移动，因此可以对这种透气狭窄的区域重点地施加磁悬浮力的作用。为了判断烧结机在长度方向上的烧成状态是否均一，可以在烧结块的高度方向上取样，然后对烧结块的截面进行CT画象，可以利用根据CT图象获得的透气网的数据进行有关烧成状态的判断。
这样，根据所获的有关烧成状态的信息，检测出在烧结层的高度方向上透气不良的区域以及透气不良的程度，然后求出对应于所说区域的烧结机在纵长方向上的范围以及必要的磁力悬浮的间距，据此将1台或多台磁力悬浮装置移动到所需的位置上，从而能够可控地使磁悬浮力作用于所需的位置上。
另外，在烧结层的下层部位设置有支架的情况下，可以省去为使磁悬浮力作用于烧结层的下层部位而设置的磁力悬浮装置，并能使磁力悬浮装置小型化，和省电化。


图1是表示把非接触型的磁力悬浮装置安装到DL式烧结机上并且在进行烧结作业的状态的示意图。
图2是大致地示出按宽度方向剖开的磁力悬浮装置的结构的斜视图。
图3是表示接触型的磁力悬浮装置安装在DL或烧结机上并且正在进行烧结作业的状态的示意图，其中的接触型磁力悬浮装置由一个支持着多个断续地连结在一起的磁铁的回转带构成。
图4是表示在图3中的磁力悬浮装置部分一个实例的详细结构的扩大斜视图。
图5是表示支持着断续地连接在一起的多个磁铁的回转带的一个实例的详细结构的斜视图。
图6是表示支持着断续地连结在一起的多个磁铁的回转带的另一个实例的详细结构的斜视图。
图7是表示把一种位置可调的非接触型磁力悬浮装置按纵长方向安装到DL式烧结机上并且正在进行为了调整透气性的磁力负荷控制作业状态的示意图。
图8是表示位置可调的磁力悬浮装置的一个实例结构的斜视图。
图9是图8的磁力悬浮装置下半部的正视图。
图10是图8的磁力悬浮装置下半部的侧视图。
图11是表示各种荷重控制条件的特性图。
图12是表示按照图11所示各种荷重控制条件所获烧结结果的表。
图13是一个说明图，用于说明一种使用支架进行组合荷重控制的支架复合型磁力悬浮装置的复合状态。
图14是用于说明使用支架复合型磁力悬浮装置的烧结法所获的烧结结果的特性图。
下面参考附图来详细地说明适用于本发明烧结矿的制造方法和本发明烧结矿的制造装置的实施例。
图1是表示把非接触型的磁力悬浮装置安装到DL式烧结机上并且正在进行烧结作业的状态的示意图。在图1中，贮存在烧结原料振动漏斗内的烧结原料通过原料装入装置3而装载于烧结机2上，然后通过点火炉点火，从而顺序地由表层向下层烧结。在通过点火炉4以后，随着列车的前进，从烧结层的上层开始的烧结过程逐步完成，然后发生固结和冷却，从而变成了烧结块。
正在进行烧结反应的燃烧熔融带5在图中以点划线表示，在该燃烧熔融带5的上方是烧结反应已经结束的部分，也就是所谓烧结块部分5-1，下方是原料状态部分5-2。在烧结机2的小车2-1、2-2、…的上方设置有与烧结机2分开的架台6，装载在架台6中的磁力悬浮装置7使所说的烧结块5-1悬浮，从而使燃烧熔融带5及其下方的原料层5-2所承受的重量得以减轻。
如图2所示，磁力悬浮装置在列车方向上共有许多个，此处示出5个，它们按先后排列称为磁力悬浮装置71、72、73、74、75，而且，各磁力悬浮装置71～75皆设置成在宽度方向上分开的两排以上的磁力悬浮元件7-1、7-2，它们分别按电磁线圈的形式构成，其详细结构在图中未示出(必要时可参考图8)。从这些磁力悬浮元件的各个电磁线圈中流过的电流值皆可独立地调整，因此，磁力悬浮装置单元和各磁力悬浮元件单元的磁悬浮力就可以调整。因此可以使得施加于烧结块上的磁悬浮力随着小车的行走而变化，并且可使得所说的磁悬浮力在宽度方向上有特定的分布。
另外，对各磁力悬浮装置的磁力悬浮元件的分隔设置，不但可以在宽度方向进行，同时也可根据需要按照列车的方向进行。也就是说，例如图2中所示那样，各磁力悬浮装置71～75在沿着列车的方向上也分隔设置成两个以上的磁力悬浮元件7-1和7-1′以及7-2和7-2′，它们都可各自独立地调整电流值，因此就可以调整在每一台小车上沿着列车方向的磁悬浮力的分布。按照这种方法，就可使施加到每一台小车的烧结块上的磁悬浮力在宽度方向和/或列车方向上具有特定的分布。
在此情况下，磁力悬浮装置71～75在宽度方向和/或列车方向上分隔设置的磁力悬浮元件的数目越多，则在宽度方向和/或列车方向上对磁悬浮力的控制能力或调整就力越好，然而由于设备费用的关系，分隔的数目受到经济上的限制。
在实施本发明的烧结矿的制造方法时，必须根据烧结原料的条件和烧结条件来控制磁悬浮力的大小和分布，为此，有必要检测各种状态参数。例如，关于在宽度方向上的透气分布，通常可以将风速计设置于烧结床上进行测定，也可以在小车2-1的下方沿宽度方向设置多个流量计进行测定。另一方面，烧成损失可以用超声波水平仪等常规的水平仪来测定。另外，关于排气温度在宽度方向上的分布，可以在小车2-1的下方的抽风密封箱之上沿宽度方向设置多个热电偶(图中未示出)来测定。另外，关于排矿部8的赤热带的降下状态，既可以用肉眼来观察，也可以用红外线摄象仪(图中未示出)来精密地掌握实际的状态。
图3是表示接触型的磁力悬浮装置安装在DL式烧结机上并且正在进行烧结作业的状态的示意图，其中的接触型磁力悬浮装置由一个支持着多个断续地连结在一起的磁铁的回转带构成。在图3中，贮存在烧结原料振动漏斗内的烧结原料通过原料装入装置3而装载于烧结机2上，然后通过点火炉点火，从而顺序地由表层向下层烧结。
在通过点火炉4后，随着列车的前进，从烧结层的上层开始的烧结过程逐步完成，然后发生固结和冷却，从而变成了烧结块。与图1的情况相同，正在进行烧结反应的燃烧熔融带5以点划线表示，在该燃烧熔融带5的上方是烧结反应已完成的烧结块部分5-1，而下方是原料状态部分5-2。
图4是表示安装着磁力悬浮装置17的一个实例的部分的详细结构的扩大斜视图，其中的磁力悬浮装置17由一个支持着多个断续地连接在一起的磁铁的回转带构成，在本实例中，两条回转带17-1和17-2按宽度方向并列地配置。在这两条回转带17-1和17-2的外侧面上配置有多个磁铁18、18、…，这些磁铁由连结螺栓19、19、…将它们断续地并呈链条状连结在一起。于是，这些回转带17-1、17-2通过链轮10-1、10-2将它们连结成对向的相互牵动的结构，从而形成一种类似于履带的机构来牵动而移动。此外，在该图中，11、11、…是为了使小车2-1、2-1、…移动的小车车轮。
磁力悬浮装置17在工作时，装载在回转带17-1、17-2上的磁铁18、18、…使它们面向着的在小车内正在生成的烧结块表层磁化，通过磁力的吸引作用把对应的烧结块吸着。在这种状态下，小车沿着列车的方向移动，而在吸着状态下的磁铁也随之移动，从而，回转带17-1、17-2通过上述的履带机构而进行同步的回转。
在这种结构中，当磁力悬浮装置17工作时，回转带17-1、17-2由于链轮10对其施加的张力而被支持着，而由于这种张力的作用使得吸引着烧结块5-1的磁铁18、18…能够对抗烧结块5-1的重量。
因此，与那种将磁力悬浮装置设置在烧结块的上方并在其间保留一定空隙的情况相比较，在本实施例中的磁力悬浮装置17能以直接接触的方式将磁悬浮力作用于烧结块上，因此消除了磁悬浮力不稳定的因素，而且由于磁力悬浮作用使烧结矿的生产率、成品率以及质量都提高的效果得到稳定的发挥。
另外，由于在磁铁18与烧结块5-1之间不形成空隙，因此可以使磁铁18(例如永久磁铁)小型化，而且，在使用电磁线圈型磁铁的磁力悬浮装置的情况下，已经发现，为了获得相同的悬浮力，可以减少所需的电能。
图5是表示由上述回转带17支持的，断续地连接在一起的磁铁的一例的详细结构的斜视图。图中，18、18、…是断续地并按链条状连接在一起的多个磁铁，19、19、…是连结用螺栓。各个磁铁18由一些处于宽度方向上已被磁化了的永久磁铁18-1、芯体元件18-2、18-2以及非磁性材料的支持元件18-3构成。从永久磁铁18-1发出的磁通经过两个芯体元件18-2、18-2，向着位于支持元件18-3的烧结块5-1(参见图3)，结束于两个芯体元件18-2、18-2的下端部，使所需的磁场作用于烧结块5-1。另外，为了防止磁力从磁铁18的侧面泄漏，提高磁效率，可以根据需要，可以在芯体元件18-2的外侧再设置一层非磁性材料的防止泄漏磁的元件。按照这种结构，可以将各磁铁制成压块，因此可降低设备费用。
另外，图6是表示断续地连结的多个磁铁的另一个例子的详细结构的斜视图。在该图中，对于与图5中相同的构成元件，标上同一种符号，其中，磁铁18-1′是一种在板状的芯体上绕上线圈后形成的电磁线圈型磁铁。在这种结构中，各个电磁线圈型磁铁18-1′的磁场强度可以独立地变化，这样就能在小车的宽度方向和/或列车方向上根据相应的位置来调整磁悬浮力，因此可以使磁力悬浮效果进一步稳定化。
另外，在本实施例中，磁力悬浮装置17一直与烧结过程中的烧结块表层相接触以便将必需的磁悬浮力作用于烧结块上，然而，需要根据烧结原料条件、烧结条件等来使烧结块与磁悬浮装置17之间的间隔作相应的变化。为了进行这种调整，在本发明的烧结矿的制造装置的实施例中，例如象图3和图4所示的那样，在支持磁力悬浮装置回转带17的架台16上设置一个回转带升降装置9。通过该升降装置9可以调整架台6的高度，从而可以调整磁力悬浮装置17与烧结块的相对位置。
在本实施例的烧结矿的制造装置中，为了不阻碍向下吸引的空气通过，支持于回转带上断续地连结的多个磁铁中的各个磁铁的宽度最好尽可能地狭小，然而在实际的烧结层内的通风是横向流动的，为了能够自由地供给空气，可以在各个磁铁上设置用于供给空气的狭缝，而磁铁的形状可以自由地选择。另外，在小型的烧结机中，在装载着磁铁的回转带上按宽度方向的中间部位至少设置一条磁铁，这样即可充分地发挥悬浮能力。
作为在本实施例中使用的磁铁，可以使用永久磁铁、电磁线圈型磁铁中的任一种磁铁，而各个磁铁通常是将平板状的多个磁铁排列构成。在使用电磁线圈型磁铁的情况下，可以强化磁悬浮力，而且可以控制磁悬浮力。然而，为了供应电力而设置的电接点等设备变得复杂，它使设备费用增高，而且还要增加相应于所消耗的电力的成本。在另一种情况下，可以使用永久磁铁和电磁线圈型磁铁复合型的装置，与单独使用电磁线圈型磁铁的情况相比较，使用上述复合型的装置可以节约消耗的电力。另外，由于磁铁在受热时磁性减弱，因此可以根据需要设置水冷、电力冷却等设备，然而，在一般情况下，由于从烧结床表面往下吸引冷风，因此，磁铁在这种环境下，通常没有必要采用冷却装置。
另一方面，在磁铁与烧结层表层之间发生磁性附着时，或者是在发生剥离时，磁铁的表面受到摩擦力的作用，因此有可能损伤磁铁的表面，为了保护磁铁表面，可以根据需要设置一层覆盖层。在此情况下，用于保护的覆盖层越厚，则磁悬浮力越低，因此，必须选择一种尽可能薄而且强度大的覆盖膜。作为板质，可以使用具有耐磨性并且具有一定程度耐热性的材料，例如碳化硅、氮化硅等陶瓷材料。
另外，如上所述，关于烧成损失，可以使用超声波水平仪等常规的水平仪来测定。至于透气分布，通常可以用设置在烧结床上方的风速计来测定，但是也可以用按宽度方向设置在小车下面的多个流量计来测定。
下面采用实施例来解释本发明的烧结矿的制造方法。
实施例1使用烧结面积为600m2(5m×120m列车长度)的DL式铁矿石烧结机，按照层厚600mm，负压1500mm aq的工艺条件，使用一种宽度方向一体型的以往的磁力悬浮装置进行生产作业，所获的生产率为32t/d/m2，制品的收得率为81.4%。把烧结机停住，取出处于排矿部位附近烧结过程已结束的小车，根据收得率来调查烧结小车内的烧结状态。从小车侧壁开始向内200mm的两个侧边区域的收得率为78%，从此处再向内侧的一半区域的成品率为80%，其余另一半区域的收得率为82%。测定了在生产作业中的小车上的风量分布，结果表明，即使在两侧，流过的风量也过大，而且，在成品率为80%的区域，通风量偏向其中的一侧。
把磁力悬浮装置的电磁线圈在宽度方向上分为5等分(图2的变化方案)，使它们能够独立地变化电流值，按照使透气量在宽度方向上以可能限定的鼓风来调整电磁线圈的电流值。也就是说，在两侧的电磁线圈的电流值相当于收得率为82%的区域的10%，而成品率为80%的区域的电磁线圈的电流值比成品率为82%的区域降低10%，这样可使全体的收得率提高到82.5%，而在比较内侧附近几乎无差别地达到了83%。再有，此时的生产率几乎没有变化。
实施例2使用烧结面积为280m2(4m宽×70m列车长度)的DL式铁矿石烧结机，按照层厚500mm，负压1000mm aq的工艺条件，使用宽度方向一体的以往的磁力悬浮装置进行生产作业，所获的生产率为32t/d/m2，制品的收得率为81.4%。测定了在列车的4/5的地点的排气温度在宽度方向上的分布，结果测得，其中一半的温度为350℃，而另一半的温度为390℃。另外，还在同一地点测定了在宽度方向上的透气量分布，结果测得，其中一半的风速为0.6m/sec，另一半为0.75m/sec，中间区域为0.55m/sec。
将磁力悬浮装置的电磁线圈在宽度方向上分为2等分(图2)，使它们能够独立地变化电流值，使350℃的区域的电磁线圈的电流值增加，这样随着排气温度上升到380℃，成品率可以提高到85%。
实施例3不用实例1中的非接触型磁力悬浮装置而是使用一种支持着断续的并呈链状连接起来的多个磁铁的回转带(图3和图4)构成的磁力悬浮装置，按照与实例1相同的操作条件实施，结果表明，磁力悬浮效果稳定，生产率提高到33.6t/d/m2，收得提高到82.0%。
实施例4不用实例2中的非接触型磁力悬浮装置而是使用一种支持着断续的并呈链状连续起来的多个磁铁的回转带(参见图4)构成的磁力悬浮装置，其中，所说的回转带共有3条，它们分别配置于小车的中央部位及其两侧，皆按照与实施例2相同的条件进行操作。此外，在风速大(0.75m/sec)的一侧的磁力悬浮装置(回转带)要比其他两条回转带宽约15%。在此情况下，生产率为34.2t/d/m2，制品的收得率提高到82.4%，另外，由于使用了永久磁铁，因此省掉了用于磁力悬浮的电力消耗3KW/t·s。
在上述图1和图2所示的烧结矿的制造方法和制造装置中，要通过错开磁力悬浮装置群的位置，改变磁力悬浮装置相互间的间隔等措施来任意地变更磁悬浮力的作用部位是困难的。下面说明的烧结矿的制造方法和制造装置就可以对这一点作出改进。
图7是一个示意图，其中示出了将一种位置可调的非接触型磁力悬浮装置按纵长方向安装在DL式烧结机上，为了按照本发明的方法来进行透气性调整而进行磁力负荷控制作业的三种状态(a、b、c)。在该图中，凡是与图1中的结构单元同等的结构元件以同一种符号表示，在该图中示出的实施例中，在小车行驶方向上的5台磁力悬浮装置71、72、73、74和75相互间留有适当的间隔，而且按照它们各自可以独立地移动的方式来设计。图7(a)表示通常的作业状态，图7(b)表示按照使磁悬浮力重点地作用于在烧结层的上下方向上从中层至下层上部的区域那样来配置磁力悬浮装置的作业状态，而图7(c)是表示使磁悬浮力重点地作用于下层区域的作业状态。
图8是表示按照可以移动的方式来装配各个磁力悬浮装置71～75的一个实例的结构的斜视图，图9是表示该装置下部的正视图，图10是表示该装置下部的侧视图。各个磁力悬浮装置71～75，例如，正象图中所示的那样，是一种电磁线圈型装置，它们悬垂于支持着升降装置20的台车21的架桥的下方，这些电磁线圈的开放侧是在向着小车2-1内的烧结床的断面为E型的铁芯的中央脚上绕着电磁线圈27的电磁线圈型。在本实例中，各个磁力悬浮装置71～75的构成是，在小车2-1的宽度方向及行驶方向(即列车方向)上各自按每两个分隔成四个的磁力悬浮元件7-1、7-2、和7-1′、7-2′，与图2中所示的磁力悬浮装置一样，这种结构可以沿着宽度方向和列车方向上来安排磁悬浮力的分布。
在台车21的下部，设置有车轮25及其驱动用电动机22，由于是在与烧结机独立的钢轨23上，所以能够以独立移动的方式承载着各个磁力悬浮装置71-75。12是小车21的专用钢轨，驱动用电动机22配置在高于小车2-1的车轮的位置上，它通过链条25与台车的车轮24连结起来。如图所示，例如在小车2-1的相反一侧，也装有相同功能的驱动电机和车轮，它们由同一种电信号来进行起动、停止等动作的控制，这样就可以进行平稳的行驶。
在烧结作业中，烧结的原料条件和烧成条件有不少的变化，在烧结层内透气不良的区域和透气不良的程度也会有变化，在此情况下，可以按照能使磁力悬浮装置重点地作用于透气不良的区域的方式来移动磁力悬浮装置。为了判断烧结机在纵长方向上的烧成情况是否不均匀，通常的作法是在烧结床上设置风速计来测定，或者，也可以在小车的纵长方向上设置数个流量计或热电偶和排气分析计等来进行测定，然而，在本发明中，使用一种比较准确的方法，例如，象在特愿昭59-230298号(烧结体的烧结度测定方法)中所提出的那样，沿着烧结块的高度方向采取柱状的样品，并对这种柱状样品进行CT断层摄影，然后根据所获的CT图象来解析烧结层内的透气不良的区域和透气不良的程度。
把这样获得的透气不良的区域和透气不良的程度的数据利用在图中没有示出的计算机等控制装置来进行数据处理。当透气不良的区域集中于烧结层的中层和/或下层的场合，处于烧结层的中间和/或下层部位的燃烧熔融带和原料层由于受到烧结块荷重的作用，透气性受到了阻碍，作为这种情况的对策，可以象图7(b)所示那样，将各个磁力悬浮装置71～75移动至烧结块层成长的前半部分，即点火炉4附近的区域，并且，可根据分析获得的透气不良的数据来调整各磁力悬浮装置71～75的磁场强度以及它们相互间的间隔，而且，通过调整磁力悬浮元件7-1、7-2、7-1′、7-2′的磁场强度，可以形成适合的磁悬浮力的分布，这样就可控制到能使中层和/或下层达到良好的透气性。
当透气不良的区域集中于烧结层的下层的场合，如图7(c)所示那样，将各磁力悬浮装置71～75集中移动到烧结块层成长的后半部分，即排矿部附近的区域，而且，可根据分析获得的透气不良的数据来调整各磁力悬浮装置71～75及其磁力悬浮元件7-1、7-2、7-1′、7-2′的磁场强度，以使得较佳的磁悬浮力的分布集中地形成于烧结层的下层区域，这样就可控制到能使下层达到良好的透气性。
在这种烧结矿的制造方法和制造装置中，特别是可以沿着烧结机的纵长方向来改变磁力悬浮装置71-75的位置，从而可以改变作用于在烧结进行过程中的各个位置的烧结块层上的磁悬浮力。由此，通过磁悬浮力可以改变施加于燃烧熔融带5上的烧结块层的荷重，因此，可以在烧结进行过程中的各个位置的烧结块层的厚度上，也就是在烧结床的某个深度上调整施加到燃烧熔融带5上的负荷，这样就可以设定特定的荷重控制条件。
图11是一种关系特性图，其中用曲线示出了在各个例子的各种荷重控制条件下，烧结床的深度D与燃烧熔融带的负荷L之间的关系。图示的例子是一种层厚为600mm的烧结层的情况。图11(a)是一种没有磁悬浮力作用的状态的关系模式，这时燃烧熔融带不仅受到在最上层处由于空气吸引力所形成的负荷，而且表明根据烧结床的不同深度，它还受到随着空气吸引力的形成的负荷的增加而按比例地增加的烧结块荷重所引起的负荷。图11(b)、11(c)和11D表示这样的例子，即通过调整磁力悬浮装置71-75的配置方式和/或它们的磁场强度，就可以按照三种模式来改变燃烧熔融带所承受的负荷。图11(b)是对中下层进行磁力悬浮的情况，也就是说，使磁悬浮力作用于已生长到中下层的烧结块上，在这些层的区域中的层荷等于零;图11(c)是仅仅对中层进行磁力悬浮的情况，也就是说，使磁悬浮力作用于已生长到中层的烧结块的情况，这时在中层所受到的负荷等于零;最后，图11(d)是仅仅对下层进行磁力悬浮的情况，也就是说，使磁悬浮力作用于已生长到下层的烧结块上，这时在下层的层荷等于零，图中示出了在上述情况下的荷重控制条件。
图12是表示在图11中的各种荷重控制条件下所获的烧结结果，表中的结果a～d分别对应于图11的荷重控制条件模式(a)～(d)。另外，表中的FFS(火焰前进速度)表示焦炭的燃烧前沿线下降的速度。从这些烧结结果可以看出，在烧结的进行过程中，施加于下层区域的燃烧熔融带和原料层上的烧结块的重量和空气吸引力所造成的负荷由于有磁悬浮力的作用而得以减轻，甚至达到零负荷，尽管由于烧结速度(FFS)的提高而缩短了烧结时间，然而成品率并没有降低，也不发生原料的烧损，并且烧结矿的质量稳定，可以消除不均匀的烧结现象，达到了特别良好的烧结效果。
在上述的例子中，虽然可以根据磁力悬浮装置来设定如图11所示那样的荷重控制条件，但还可以利用以往使用的支架与上述使用磁力悬浮装置进行的荷重控制相结合，进行组合式的荷重控制。这种支架，例如象图8中的虚线所示那样，由一些在小车2-1的底面上设立的几个板状支持元件28、28、…构成，如果用这些支持元件代替磁悬浮力支持特别是烧结层下层区域所承受的烧结块的荷重，则由于设定了上述的荷重控制条件，可使磁力悬浮装置分担的磁力悬浮范围达到最小化，并因此能实现磁力悬浮装置的小型化和省电的目的。
图13是为了说明利用支架来进行组合式荷重控制的支架复合型磁力悬浮装置及其复合状态的说明图，其中示出，在使用负压为1000mm aq的吸风式的烧结方法中，对于层高为600mm的烧结层，利用磁力悬浮和支架来分担荷重控制的三种不同分担范围的状态，另外，还示出了两种措施皆不采取的状态(空白)。其中，对于所述的三种状态来说，分别使用高度为150mm、250mm和350mm的支架与磁力悬浮装置相结合，这样可使磁力悬浮范围达到支架的上层区域层高为400mm处的范围。
也就是说，荷重控制条件为空白无磁力悬浮;
150深度200～450mm受磁力悬浮;
深度450～600mm受支架支持;
250深度200～350mm受磁力悬浮;
深度350～600mm受支架支持;
350深度200～250mm受磁力悬浮;
深度250～600mm受支架支持;
图14(a)至图14(d)是为了说明使用上述的三种状态的复合型磁力悬浮装置的烧结法所获的烧结效果与没有进行荷重控制的空白烧结法所获烧结效果相比较的特性图，其中，分别由图14(a)表示生产率，图14(b)表示收得率，图14(c)表示FFS，以及图14(d)表示烧损的烧结效果。与不进行荷重控制的空白试验的效果相比，本发明的方法显示出十分良好的烧结效果，而且表明，如果用支架来部分地取代磁力悬浮的作用，则能十分良好地发挥通过荷重控制所获得的对透气性调整的效果。特别是在不损失磁力悬浮的烧结效果的条件下，使用支架来达到对下层区域的荷重控制的作用，因此这是极为实用的方法。
在实施以上说明的使用磁力悬浮作用的烧结矿的制造方法和制造装置时，为了更有效地发挥磁悬浮力的作用，希望提高烧结块的表层部分的比透磁率。所说的这种比透磁率会随着烧结原料条件和烧结条件的不同而有所变化，因此，为了确保稳定而且强大的磁特性，可以向烧结块的表层部分附着或者混合例如铁粉、铁屑、还原不良的铁粉、磁铁钢等物质。这些物质都是通过例如落下等方法投到点火前的烧结原料层上。
如上所述，使用本发明的烧结矿的制造方法和制造装置，可以克服烧结矿在宽度方向上的烧结状态不均匀的问题，可使收得率提高，质量稳定等磁力悬浮效果进一步提高。
特别是在吸风式的烧结矿的制造过程中，先基于吸风机压力计算出压力梯度分布，或者烧结块的荷重分布，使用具有连接着的磁铁的回转带来调整作用于烧结的燃烧熔融带的向下的力，由于在悬浮力作用于烧结块的状态下进行烧结，因此能一直稳定地发挥对烧结块的磁力悬浮效果，所以在烧结矿的制造过程中，能够提高生产率和收得率，并能使质量更加稳定。
权利要求
1.烧结矿的制造方法，在使用吸风式烧结法来制造烧结矿时，在原料层的表面上点火，当原料层的上层区域开始烧结后，对烧成完了的烧结块施加磁场，使烧结过程在受磁悬浮力作用的状态下进行，其特征在于，在该烧结矿的制造方法中，使磁悬浮力在垂直于烧结列车方向的宽度方向上保持分布的条件下进行烧结。
2.烧结矿的制造方法，在使用吸风式烧结法来制造烧结矿时，在原料层的表面上点火，当原料层的上层区域开始烧结后，对烧成完了的烧结块施加磁场，使烧结过程在受磁悬浮力作用的状态下进行，其特征在于，在该烧结矿的制造方法中，按照在垂直于烧结列车方向的宽度方向上的风量分布和/或烧损量为一定的条件控制磁悬浮力的分布来进行烧结。
3.烧结矿的制造方法，在使用吸风式烧结法来制造烧结矿时，在原料层的表面上点火，当原料层的上层区域开始烧结后，对烧成完了的烧结块施加磁场，使烧结过程在受磁悬浮力作用的状态下进行，其特征在于，在该烧结矿的制造方法中，按照在垂直于烧结列车方向的宽度方向上的排气温度分布和/或在排矿部位的宽度方向上的赤热带降下状态为一定的条件控制磁悬浮力的分布来进行烧结。
4.烧结矿的制造方法，其特征在于，在使用吸风式烧结法来制造烧结矿时，向原料填充层点火以使其开始烧结，从表层区域的烧成终了并在表层区域开始生成烧结块的位置直至烧结列车后方排矿部的区间内，配置一种与烧结块的表层直接接触，并且沿着列车的方向与列车同步地移动的，断续地连接着的多个磁铁，用这些磁铁以磁性吸引着列车上的烧结块，使烧结块连续地受到磁悬浮力的作用，在保持这种作用的条件下进行烧结。
5.如权利要求4记载的烧结矿的控制方法，其特征在于，在所用的烧结矿控制方法中，沿着相对烧结块的上下方向来调整磁铁的位置，按照能使列车宽度方向的烧损重量分布或通过烧结床的透风量分布均一的方式来控制作用于烧结块上的悬浮力。
6.烧结矿的制造装置，其特征在于，它具有利用吸风式烧结法来制造烧结矿的烧结机，沿着烧结列车的方向断续地连结着的多个磁铁，以及支持上述断续连接的多个磁铁并使这些磁铁移动的装置，所说的断续地连结着的多个磁铁，从原料填充层的表层区域烧成终了并在表层区域开始生成烧结块的位置直至列车后方排矿部的区间内，沿着列车的方向并与列车同步地移动，并且与烧结块的表层直接地接触，以其磁力吸引着列车上的烧结块，使该烧结块能连续地受到悬浮力的作用。
7.如权利要求6记载的烧结矿的制造装置，其特征在于，在该烧结矿的制造装置中，支持着断续地连接着的数个磁铁并且使这些磁铁移动的机构具有支持着各个互相连接在一起的磁铁的无焊接的链条状回转带以及使该回转带作回转运动的驱动和控制单元。
8.烧结矿的制造方法，其特征在于，在使用吸风式烧结法来制造烧结矿时，向原料层点火，在原料上层区域的烧结开始后，对烧成完了的上层的烧结块施加磁场，使烧结过程在受磁悬浮力作用的状态下进行，在该烧结矿的制造方法中，通过分析烧结层在高度方向上的透气情报而获知透气不良的部位，然后对该透气不良部位施加磁悬浮力的作用，从而控制该烧结过程。
9.如权利要求8记载的烧结矿制造方法，其特征在于，在该烧结矿的制造方法中，使磁悬浮力至少作用于包括烧结层的中层区域在内的中、下层区域。
10.如权利要求8或9记载的烧结矿的制造方法，其特征在于，在该烧结矿的制造方法中，利用烧结块的高度方向断面的CT图象解析结果来作为透气情报。
11.如权利要求8至10任一项权利要求中记载的烧结矿的制造方法，其特征在于，在该烧结矿的制造方法中，为了进行下层区域的透气调整，利用支架来部分地取代磁悬浮力的方式进行组合式的荷重控制。
12.烧结矿的制造装置，其特征在于，该装置具有利用吸风式烧结法来制造烧结矿的烧结机、一种能在烧结机的纵长方向上移动并能以磁悬浮力作用于所说的烧结层上的1台或多台磁力悬浮装置，以及一种能根据烧结层在高度方向上的透气情报将磁悬浮力作用于透气不良部位的方式来移动该磁力悬浮装置的控制装置。
13.如权利要求12记载的烧结矿的制造装置，其特征在于，该烧结矿制造装置另外还具有用于装载所说磁力悬浮装置并且能向烧结机的纵长方向上的任意位置移动的台车以及用于供该台车行驶的专用钢轨。
14.如权利要求13记载的烧结矿的制造装置，其特征在于，该烧结矿制造装置另外还具有设置于烧结层下层区域的烧结机之上的支架。
全文摘要
一种在利用吸风式烧结法来制造烧结矿时使烧结过程在磁悬浮力作用状态下进行的烧结矿的制造方法和装置，在此方法中，向原料层的表面点火，当原料层的上层区域开始烧结后，利用非接触式的磁力悬浮装置向烧成完了的烧结块上施加磁悬浮力，这时，在垂直于烧结到车的宽度方向上保持磁悬浮力的分布，使其在均匀透气分布的状态下达到均匀的烧结。另外，利用一种在与烧结块接触的状态下移动的磁悬浮装置，使磁悬浮力连续地起作用以达到均匀的烧结。另外，利用非接触式并且可以移动的多个磁力悬浮装置，使磁悬浮力重点地作用于烧结层的透气不良部位来达到均匀的烧结。
文档编号F27D3/00GK1086266SQ93118340
公开日1994年5月4日 申请日期1993年8月20日 优先权日1992年8月20日
发明者稻角忠弘, 藤本政美, 奥野嘉雄, 佐藤修一, 中山正章, 寺田雄一, 野崎健郎, 松永伸一, 中安勤 申请人:新日本制铁株式会社